De nouvelles recherches sur l’informatique quantique ont livré un record d’intrication quantique qui prouve que nous sommes en bonne voie vers l’informatique post-NISQ (Noisy-Intermediate Scale Quantum). La nouvelle recherche, dirigée par Xiao-bo Zhu de l’Université des sciences et technologies de Chine, a abouti à l’enchevêtrement d’un record de 51 qubits (l’équivalent informatique quantique des transistors), une capacité nécessaire pour débloquer l’informatique quantique probabiliste qui promet de fournir un saut quantitatif dans les capacités de traitement de l’humanité.
Zuchongzhi, l’ordinateur quantique utilisé pour obtenir les résultats des expériences, contient 66 qubits supraconducteurs – la même technologie qubit soutenue par IBM et un certain nombre d’autres sociétés de premier plan dans le domaine de l’informatique quantique. Il s’agit de la même technologie sur laquelle IBM a récemment réalisé une utilité quantique grâce à son Eagle QPU (Quantum Processing Unit) de 127 qubits, montrant à divers acteurs qu’il se passe une vie particulière dans l’espace qubit supraconducteur.
Après avoir refroidi les qubits supraconducteurs au zéro absolu requis de l’espace extra-atmosphérique (-273,15 degrés Celsius, -459,67 degrés Fahrenheit), les chercheurs ont ensuite contrôlé et affiné les états des qubits en utilisant des micro-ondes, qui interagissaient avec les champs magnétiques des qubits pour les manipuler dans l’état d’intrication. Cela était nécessaire pour que les qubits soient organisés en séquences particulières (ou portes logiques), les structures équivalentes quantiques construites à partir de transistors pour former un cœur de processeur dans l’informatique standard, par exemple. Cela a permis aux scientifiques d’exécuter des opérations qui modifiaient les états des qubits plusieurs paires à la fois, au lieu d’un simple champ de connexion un à un. Ces techniques ont permis aux scientifiques d’enchevêtrer avec succès 51 qubits (disposés en ligne) et un nombre inférieur mais toujours record de 30 qubits disposés dans un plan bidimensionnel.
Charles Hill, chercheur à l’Université de New South Wales en Australie, est peut-être l’un des scientifiques les mieux qualifiés pour commenter les résultats. Hill a été impliqué dans des recherches similaires et visait à prouver un enchevêtrement « en réseau » similaire entre jusqu’à 65 qubits.
L’intrication est peut-être mieux comprise comme signifiant que les qubits s’emmêlent de telle sorte qu’il est impossible de décrire un seul qubit sans pouvoir décrire tous les autres et comment ils se rapportent les uns aux autres : c’est essentiellement un système unique, un nœud sans aucune suspension fils.
Dans des remarques fournies au New Scientist, Hill a décrit l’intrication comme « … l’une des principales différences entre les ordinateurs conventionnels et les ordinateurs quantiques, et c’est un ingrédient clé des algorithmes quantiques. Démontrer un grand nombre de qubits intriqués est alors une référence importante pour un ordinateur quantique.
Au moment de ses recherches, l’équipe de Hill n’a pas réussi à prouver l’intrication étendue entre les qubits en tant que groupe et pas seulement entre les paires liées, la même difficulté de vérification que Zhu a rencontrée (et dépassée) avec le Zuchongzhi QPU.
Il est relativement fréquent que nous développions de nouveaux outils ou de nouvelles façons de regarder les objets – ou les interactions entre objets. Dans ce cas, il se peut que le problème rencontré par Hill avec son expérience d’intrication de 65 qubits n’ait rien à voir avec l’intrication elle-même ; seulement que peut-être les techniques disponibles pour vérifier ses résultats n’étaient pas en mesure de fournir une réponse convaincante. L’équipe de Zhu a dû développer un nouveau protocole de détection afin de vérifier l’intrication du groupe, ce qui ne manquera pas d’être examiné dans son intégralité par la communauté de l’informatique quantique. Ce n’est pas tous les jours que la promesse d’emmêler des centaines de qubits fait surface, après tout.
L’enchevêtrement de groupes de qubits est l’une des nombreuses opportunités de recherche à mi-étape que les scientifiques quantiques poursuivent, allant de la tentative d’augmenter la fidélité de calcul grâce à l’atténuation des erreurs et, peut-être, à la correction des erreurs quantiques, en passant par la recherche de moyens intelligents pour prédire comment le bruit détruira vos qubits, et annulant essentiellement ses effets.
On s’attend à ce que 51 qubits intriqués ne nous permettent pas de franchir la barrière de l’avantage quantique – du moins pas avant que la mise à l’échelle ait un peu plus de temps pour faire son travail. Mais avec IBM nous ayant récemment montré que l’utilité peut déjà être extraite de nos ordinateurs quantiques de l’ère actuelle, il n’est pas hors de question que 51 qubits intriqués déverrouillent une réponse donnée dont nous ne connaissons peut-être même pas encore la question.