Processeur de Google contre les erreurs quantiques
Malgré les progrès réalisés pour rendre les ordinateurs quantiques plus viables, les systèmes basés sur des qubits restent sujets à l’instabilité et aux erreurs. Cependant, Google semble avoir réalisé une avancée significative pour résoudre ce problème.
Avec l’introduction d’un nouveau processeur quantique appelé Willow, les ingénieurs de Google ont franchi une étape importante dans la correction des erreurs. Ils ont réussi à stabiliser un seul qubit logique, réduisant les erreurs à une fois par heure, une amélioration spectaculaire par rapport aux systèmes précédents, qui échouaient toutes les quelques secondes.
Le rôle des qubits dans l’informatique quantique
Les qubits sont les unités fondamentales de l’informatique quantique, contrairement aux bits classiques qui ne peuvent représenter qu’un 1 ou un 0. Les qubits, eux, peuvent exister dans plusieurs états simultanément, offrant un potentiel immense pour résoudre des problèmes complexes que les ordinateurs classiques auraient du mal à traiter.
Cependant, les qubits sont très sensibles, et leurs propriétés quantiques peuvent être facilement perturbées par les interactions avec l’environnement. Bien que les systèmes actuels soient fiables à 99,9 %, l’informatique quantique pratique nécessite des taux d’erreur proches d’un sur un trillion.
Pour atténuer ces erreurs, les chercheurs peuvent distribuer un seul qubit logique sur plusieurs qubits physiques en superposition. Mais cela ne fonctionne que si les qubits supplémentaires corrigent les erreurs plus rapidement qu’elles ne se produisent.
Willow : Correction d’erreurs exponentiellement améliorée avec des qubits plus grands
Willow est le premier processeur où les qubits corrigés d’erreurs s’améliorent de manière exponentielle à mesure qu’ils augmentent en taille, expliquent Michael Newman et Kevin Satzinger, chercheurs chez Google Quantum AI.
Chaque fois que nous augmentons le réseau de qubits codés d’une configuration 3×3 à une configuration 5×5 ou 7×7, le taux d’erreur codé est réduit de moitié.
Willow comprend 105 qubits physiques, et la combinaison de son architecture et de ses algorithmes de correction d’erreurs a conduit à une stabilité accrue, ce qui signifie que plus de qubits entraînent moins d’erreurs.
Ce problème existe depuis l’introduction des méthodes de correction d’erreurs quantiques dans les années 1990. Bien que l’informatique quantique ait encore un long chemin à parcourir, cette avancée indique que les opérations quantiques à grande échelle pourraient bientôt devenir possibles.
Cela démontre la suppression exponentielle des erreurs que la correction d’erreurs quantiques promet depuis près de 30 ans et constitue une étape cruciale vers la réalisation d’applications quantiques à grande échelle, selon Newman et Satzinger.
Google affirme que Willow peut accomplir une tâche quantique en cinq minutes, une tâche qui prendrait à l’un des superordinateurs les plus rapides 10 septillions d’années. Bien que cette tâche ait été spécifiquement conçue pour les ordinateurs quantiques, elle montre le potentiel de Willow et étend ses avantages au-delà de la stabilité.
Accomplir des tâches quantiques en quelques minutes
Bien que les erreurs seront toujours présentes dans les systèmes quantiques, l’objectif est de les rendre suffisamment rares pour rendre l’informatique quantique pratique. Pour y parvenir, il faudra des matériels plus avancés, des qubits supplémentaires et des algorithmes améliorés.
La correction d’erreurs quantiques semble fonctionner, mais il existe encore un écart important entre les taux d’erreur actuels de un sur mille et les taux d’une sur un trillion nécessaires pour l’avenir, affirment Newman et Satzinger.
Lisez l’article original sur : Science Alert
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