Le monde quantique est fascinant à cette échelle, par exemple, les objets peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Exploitant ce principe, un ordinateur quantique aurait des possibilités bien plus vastes qu’un modèle classique.

Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Claude Aslangul, professeur à l’UPMC, afin qu’il nous explique le fonctionnement de cette étrange machine.

La course aux avancées dans le domaine de l’informatique quantique se poursuit. Ce 3 décembre, la Chine a déclaré qu’elle pourrait avoir créé l’ordinateur le plus rapide à ce jour, asseyant par ce fait sa suprématie au niveau mondial.

Pas la peine de songer à écumer Internet ou à regarder des films avec votre ordinateur quantique pour le moment. Il reste encore beaucoup de chemin à accomplir pour en arriver là. Mais ce n’est pas pour autant que l’avenir de l’informatique ne s’écrira pas en qubits. Les ordinateurs quantiques sont les léviathans des machines à calculer, et plusieurs sont déjà utilisés de par le monde dans des secteurs aussi variés que la finance, la cryptographie, la recherche et même le développement de voitures autonomes. Pas étonnant donc que des géants comme Google et IBM se soient engagés dans un coude-à-coude pour créer le processeur le plus performant possible… jusqu’à ce que la Chine ne les détrône.

La course s’intensifie

Une étude en accès libre, publiée ce 3 décembre par une équipe de l’Université de sciences et technologie de Chine, proclame en effet la victoire de son champion : Jiuzhang. D’après les résultats mis en avant, l’appareil serait 10 milliards de fois plus puissant que le processeur de Google qui, si l’on en croit l’entreprise, détenait la couronne depuis 2019. Cet accomplissement est le fruit d’un financement gouvernemental de plus de huit milliards d’euros, pour un pays à la pointe dans le domaine de l’internet quantique.

Le succès de Jiuzhang marque un nouveau jalon dans le domaine de l’informatique quantique. © University of Science and Technology of China

Quantique et échantillonnage de bosons

Quelques différences structurales opposent néanmoins Sycamore, le processeur de Google, et Jiuzhang. Tandis que le premier repose sur des matériaux supraconducteurs, le second s’appuie quant à lui sur des circuits optiques pour réaliser un protocole que l’on appelle un échantillonnage de bosons (GBS). Un flux parallèle de photons est envoyé vers un labyrinthe de prismes et de miroirs, et la distribution de chaque photon est mesurée à la sortie du parcours. Là où des ordinateurs classiques peineraient à tenir le compte, le processeur quantique de Jiuzhang garantit une performance inégalée : alors que le meilleur superordinateur chinois aurait besoin de 2,5 milliards d’années pour calculer les résultats de cette opération avec les mêmes résultats, la machine chinoise n’a besoin que de trois minutes.

Si l’équipe a fondamentalement construit un outil qui se révèlera surtout utile dans la réalisation de GBS et s’il est inconcevable de faire tourner Windows sur cette machine, le pas franchi est néanmoins notable et encourageant pour l’avenir de l’informatique quantique. « Bien que Jiuzhang et Sycamore soient conçus pour traiter des tâches différentes, la vitesse de calcul peut être considérée comme l’indicateur de progrès le plus important », déclare Chaoyang Lu, codirecteur de l’équipe. Il conclut avec le célèbre dicton : « Dans le monde du kung-fu, la vitesse définit le vainqueur. »