Une équipe d’ingénieurs, de physiciens et de spécialistes quantiques de Google Research a découvert que la réduction du bruit à un certain niveau permet à la puce quantique Sycomore de l’entreprise de battre les ordinateurs classiques exécutant un échantillonnage de circuit aléatoire (RCS).
Dans leur étude, publié dans la revue Naturele groupe a modifié les conditions dans lesquelles son processeur fonctionnait pour réduire la quantité d’interférences sonores à un niveau qui lui permettait de surpasser les ordinateurs classiques exécutant RCS.
Les informaticiens tentent de construire un ordinateur quantique véritablement utile depuis plusieurs décennies, mais ils n’en ont pas encore construit un qui puisse tenir sa promesse initiale : exécuter des algorithmes qui prendraient des centaines, des milliers, voire des millions d’années aux superordinateurs classiques. Pourtant, des progrès continus ont été réalisés à mesure que de nouvelles technologies sont introduites.
Les chercheurs ont développé des algorithmes qui peuvent fonctionner soit sur un superordinateur traditionnel, soit sur un ordinateur quantique, afin de tester leurs capacités les unes par rapport aux autres. L’un de ces algorithmes est le RCS, qui ne fait essentiellement que générer une série de nombres aléatoires.
L’un des plus grands obstacles auxquels les chercheurs ont été confrontés concerne les erreurs produites par le bruit ambiant. Cela a conduit à de nombreuses recherches sur les méthodes de correction des erreurs ou, de manière optimale, sur les méthodes permettant d’éviter qu’elles ne se produisent. De telles recherches ont abouti à des résultats suggérant que le bruit de fond dans l’environnement peut provoquer des erreurs : ce bruit est de nature naturelle ou environnementale ; cela peut provenir des changements de température, des champs magnétiques ou encore du rayonnement spatial.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs de Google ont travaillé pour réduire le bruit de fond, ce qui impliquait en partie de placer leur puce dans une chambre proche du zéro absolu pendant son fonctionnement. Ils ont constaté que même de petites réductions du bruit, par exemple d’un taux sans erreur de 99,4 % à 99,7 %, entraînaient des changements spectaculaires dans les capacités.
Ils ont également réussi à réduire suffisamment le taux d’erreur de leur puce pour lui permettre d’obtenir un « avantage quantique » lors de l’exécution du RCS, ce qui suggère que les scientifiques se rapprochent de plus en plus du rêve d’un ordinateur quantique véritablement utile.
Plus d’informations :
A. Morvan et al, Transitions de phase dans l’échantillonnage de circuits aléatoires, Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-07998-6
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