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Qu’est-ce que la "suprématie quantique" que Google prétend avoir atteint ?

ÉCLAIRAGE - Google affirme avoir démontré la supériorité de l'ordinateur quantique sur les machines traditionnelles. Une percée majeure sur la route de la création d'un appareil capable de réaliser des tâches beaucoup plus complexes que l'informatique actuelle.

L'ordinateur quantique promet de réaliser des calculs beaucoup plus rapidement que l'informatique actuelle.
L'ordinateur quantique promet de réaliser des calculs beaucoup plus rapidement que l'informatique actuelle. Crédit : Flickr
Benjamin Hue
Benjamin Hue
Journaliste RTL

C’est le Graal de l’informatique moderne. Faire passer l’ordinateur quantique de la théorie à la réalité. Dompter les lois de la physique à l’échelle de l’infiniment petit pour créer un appareil avec une puissance de calcul sans équivalent avec les machines actuelles capable de résoudre les problèmes les plus complexes. Après l’espace dans les années 50, la communauté scientifique et technologique s’emploie aujourd’hui à conquérir une nouvelle frontière, celle de l’informatique quantique, un horizon de plus en plus convoité depuis les années 80.

Aux avants-postes de cette course technologique mondiale, on retrouve les Etats-Unis et la Chine, dont les grands industriels investissent massivement en R&D pour ne pas rester à quai de la révolution annoncée. Côté américain, Google, IBM et Microsoft sont convaincus de pouvoir réaliser des calculs quantiques totalement inaccessibles aux ordinateurs traditionnels dans les prochaines années.

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir "démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique".

La suprématie quantique est un concept né dans les années 80. Elle désigne le moment où est démontrée la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique sur une tâche particulière. Les ingénieurs de Google, aidés par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, affirment avoir réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes quand le plus avancé des ordinateurs actuels aurait besoin de 10.000 ans.

Le chemin est encore long avant la révolution quantique

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Dans nos ordinateurs actuels, les informations sont codées de façon binaire. Elles ne peuvent prendre que deux valeurs, o ou 1, selon que les transistors laissent passer ou bloquent un courant électrique. C’est ce qu’on appelle un bit. Les lois de la physique quantique échappent à l’entendement.  Régies par le principe de la dualité ondes-particules, elles permettent une multitude de possibilités qui se superposent. 

Au lieu d’utiliser des bits, les processeurs quantiques jonglent avec les qubits, qui ont une infinité d’états possibles. Ils vont réaliser des calculs en parallèle, quand un ordinateur classique les effectue les uns après les autres, et démultiplier le potentiel de traitement d'informations des systèmes d'intelligence artificielle. Cela ouvre un champ de possibilités infini pour la recherche médicale (développement de nouvelles molécules), les transports (optimisation du trafic), la gestion de l’énergie (batteries plus efficaces) ou la sécurité informatique (cryptographie plus résistante).

Mais l’informatique quantique est une matière délicate car il est difficile de stabiliser les qubits dans leur état quantique. Cela nécessite des conditions très précises : des atomes simples, froids, isolés du monde extérieur. Et les difficultés augmentent à mesure que leur nombre croît. Si bien que les fabricants peinent aujourd’hui à dépasser les 53 qubits. 

Saluée par la Maison Blanche, réjouie de devancer la Chine, la performance de Google a cependant été relativisée par IBM qui affirme qu’elle aurait pu être réalisée en trois jours avec le plus puissant des ordinateurs classiques dont la puissance de calcul aurait été affectée à cette unique tâche. Plusieurs expert ont aussi appelé à la prudence, soulignant que ce calcul spécifique n’était pas utile et que le chemin était encore long avant l’avènement d’un ordinateur quantique universel.

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