Google a prétendu atteindre le niveau convoité de suprématie quantique de l’informatique avec son système Sycamore en 2019. Mais le problème qu’il avait l’habitude de revendiquer vient d’être résolu par l’accélérateur de choix d’aujourd’hui – le GPU. Tel que rapporté par La science, des chercheurs en Chine ont récemment réussi à résoudre le même problème de calcul qui a conduit Google à revendiquer le titre, bien qu’ils soient équipés de « seulement » 512 GPU, ce qui a accéléré certaines modifications intelligentes de l’algorithme d’origine. Cependant, tout le concept de suprématie quantique fait référence au moment où un ordinateur quantique résout un problème qui serait impossible à résoudre pour un ordinateur classique.
À l’époque, Google avait déclaré qu’il faudrait au supercalculateur le plus rapide de l’époque – le Summit fourni par IBM – 10 000 ans impies pour résoudre le même calcul que son ordinateur quantique Sycamore a effectué en 200 secondes. Les 512 GPU de l’équipe chinoise ont mis quinze heures à faire de même.
C’est juste un autre rappel que le temps et l’informatique quantique sont relatifs – ce qui est compréhensible, compte tenu de l’état d’enfance relatif de la technologie.
La revendication de Google du titre de suprématie quantique reposait sur la découverte d’un modèle d’interférence dans les valeurs du qubit. Comme l’informatique quantique est un maître instable, toutes les approches actuelles sont sujettes à la décohérence, qui fait référence à la façon dont l’environnement et la conception et le fonctionnement du qubit introduisent des erreurs dans ses calculs.
À partir de ces erreurs opérationnelles, et en exécutant le même algorithme via Sycamore pendant 200 secondes (et des millions d’itérations), Google a ensuite extrapolé un résultat, montrant le schéma des écarts du processeur par rapport aux valeurs exactes et correctes qu’il devrait produire. Ces écarts se sont produits parce que les erreurs augmentaient la probabilité de certaines sorties par rapport à d’autres ; ce modèle a finalement été visualisé à travers un graphique en pointes qui pouvait être reproduit de manière fiable.
Cette représentation graphique de la relation entre les erreurs et les sorties est ce que Google prétendait lui donner la suprématie quantique. Et ce même graphique est ce qui a été réalisé par les scientifiques chinois. Pour y parvenir, ils ont représenté le problème à travers un tableau mathématique 3D – une matrice – qui a permis aux cœurs de tenseur spécialisés de leur 512 GPU de le résoudre en multipliant simplement les valeurs du tableau.
« Je pense qu’ils ont raison de dire que s’ils avaient accès à un supercalculateur suffisamment grand, ils auraient pu simuler la tâche en quelques secondes,” Scott Aaronson, informaticien à l’Université du Texas, a déclaré La science. L’équipe chinoise place cette estimation à 12 secondes de temps de calcul.
En toute honnêteté, les scientifiques de Google ont laissé une mise en garde dans leur article. Sergio Boixo, scientifique principal de Google Quantum AI, a déclaré dans un e-mail à La science ce « les algorithmes classiques s’amélioreraient ». Et ils se sont améliorés – peut-être un peu trop vite, ce qui a émoussé l’affirmation de Google et finalement prouvé que les objections d’IBM étaient justes.
Mais les ingénieurs de Google ont insisté sur un point : la technologie est en constante évolution et l’informatique quantique traverse désormais une étape à pas de géant qui est désormais rare pour les systèmes classiques. Si Sycamore de Google avait été en mesure de fournir le contour en pointes avec une plus grande fidélité qu’il ne l’a fait (à 0,2 %), les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui seraient capables de le faire mieux, grâce à des améliorations dans la correction des erreurs.
La faible fidélité obtenue par Sycamore était exactement ce qui a donné une certaine marge de manœuvre aux scientifiques chinois – ils ont juste amélioré la fidélité de leur calcul à 0,37 %. C’est suffisant pour battre Sycamore, mais encore loin de ce qui est théoriquement possible. Ce fait et la nature en développement de l’informatique quantique ont conduit Sergio à ajouter que « nous ne pensons pas que cette approche classique puisse suivre les circuits quantiques en 2022 et au-delà ».
Et bien que cela aussi soit très probablement correct, il semblerait que Google doive retirer le trophée de la suprématie quantique de son mur. D’autres mains se lèveront pour le réclamer. Ce n’est qu’une question de probabilité – et en tant que tel, ce n’est aussi qu’une question de temps.