Google franchit une étape importante dans l’informatique quantique avec Willow
Google a récemment annoncé, dans le cadre d’une avancée significative dans le domaine des technologies quantiques, ce qu’il appelle le premier avantage quantique vérifiable. S’appuyant sur son processeur quantique innovant Willow, l’entreprise a introduit un algorithme révolutionnaire appelé Quantum Echoes. Cet algorithme sophistiqué fonctionnerait 13 000 fois plus vite que n’importe quel supercalculateur classique, fournissant des résultats non seulement reproductibles, mais également vérifiables par recoupement. Cette avancée pourrait ouvrir la voie à des avancées révolutionnaires dans des domaines tels que la chimie, la biologie et la science des matériaux.
Une nouvelle approche de l’analyse moléculaire
Pour cette expérience révolutionnaire, Google a mis en œuvre l’algorithme Quantum Echoes afin de réaliser des analyses moléculaires en partenariat avec des chercheurs de l’UC Berkeley. Ils se sont concentrés sur deux molécules différentes : l’une composée de 15 atomes et l’autre de 28 atomes. Il est remarquable que les résultats des calculs quantiques correspondent étroitement aux résultats de la résonance magnétique nucléaire (RMN) traditionnelle. Cependant, l’algorithme Quantum Echoes a également révélé de nouvelles informations structurelles que les techniques RMN conventionnelles omettent généralement.
Cette méthodologie innovante a été surnommée « règle moléculaire », car elle permet de mesurer des distances et des caractéristiques structurelles restées insaisissables pour les outils scientifiques standards.
Comment fonctionnent les échos quantiques
Comme l’a souligné l’équipe de recherche de Google, l’algorithme Quantum Echoes utilise un niveau de précision sans précédent pour calculer la dynamique des systèmes quantiques. Cette technique s’apparente à un processus d’« écoute des échos » au sein d’une configuration quantique. Au cours de ce processus, un signal méticuleusement conçu est transmis à travers un réseau de qubits, permettant aux chercheurs de perturber un qubit tout en inversant l’évolution du système pour détecter son écho de retour. En amplifiant cet écho par interférence constructive, on obtient des informations sur la propagation des perturbations à travers le réseau de 105 qubits de la puce.
Des avancées fondées sur des recherches antérieures
L’algorithme Quantum Echoes de Google s’appuie sur un benchmark déjà établi, l’échantillonnage aléatoire de circuits. Si ce dernier démontrait une complexité de calcul brute, Quantum Echoes va plus loin en intégrant la « vérifiabilité ».Cette fonctionnalité cruciale permet de reproduire les résultats sur d’autres ordinateurs quantiques de calibre similaire, une avancée majeure que les algorithmes précédents n’avaient pas encore franchie.
L’évolution du saule
Cette avancée majeure témoigne également des avancées réalisées grâce à la puce Willow de Google, lancée fin 2024. Willow représente une avancée considérable en matière de suppression d’erreurs, répondant ainsi à l’un des défis les plus persistants de l’informatique quantique. Sa conception permet des opérations rapides tout en maintenant des taux d’erreur extrêmement faibles, essentiels à l’exécution d’algorithmes complexes et exigeants en précision.
De la preuve de concept aux applications pratiques
En 2019, la puce Sycamore, prédécesseur de Google, a démontré ce que l’on appelait la « suprématie quantique ».Cependant, il s’agissait principalement d’une démonstration de faisabilité axée sur une tâche très spécifique, dont les applications pratiques étaient limitées. Willow, quant à elle, vise à établir la vérifiabilité quantique pour des cas d’utilisation concrets, comblant ainsi efficacement le fossé entre théorie et application.
Surmonter le scepticisme dans l’informatique quantique
L’informatique quantique a toujours été sujette à un certain scepticisme quant à sa capacité à produire des résultats fiables et comparables à ceux de ses homologues classiques. La récente démonstration de l’avantage quantique vérifiable par l’équipe de Google a permis de surmonter un obstacle majeur pour valider la capacité des ordinateurs quantiques à produire des résultats reproductibles et scientifiquement fondés.
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