Pendant longtemps, l’ordinateur quantique s’est apparenté à une chimère, un projet fou que l’on pensait difficilement réalisable. Pourtant, aujourd’hui, ce rêve se rapproche un peu plus de la réalité. En effet, de nombreux chercheurs et entreprises se lancent dans la course au développement de cette technologie, dont IBM et Google. Les États s’y intéressent aussi, telle la France qui, à l’initiative du Président de la République Emmanuel Macron, a débloqué une enveloppe de 1,8 milliard d’euros sur cinq ans pour les centres de recherche, groupes industriels et sociétés réalisant des travaux en lien avec la technologie quantique.
Néanmoins, son développement prend du temps et elle est encore loin d’être accessible au grand public puisqu’il reste des obstacles à surmonter. Son taux d’erreur en est un car il est assez élevé et nuit à la fiabilité des solutions qu’elle pourrait apporter. C’est pourquoi des scientifiques travaillent à la résolution de ce problème. Ainsi, récemment, des chercheurs de Google Quantum AI ont annoncé avoir trouvé un moyen de diminuer le taux d’erreur de l’ordinateur quantique. Leur travail a été présenté dans la revue Nature et bien qu’il y ait encore des étapes à franchir avant de rendre accessible cette technologie, il constitue bel et bien une avancée.
L’informatique quantique, qu’est-ce que c’est ?
Avant d’expliquer la technique mise au point par Google pour réduire ce taux d’erreur, il faut s’intéresser au système informatique quantique. Qu’est-ce qui le différencie de l’informatique « classique » que l’on connaît aujourd’hui ? Comment fonctionne-t-il ? Et quels sont ses usages possibles ? Pourra-t-on vraiment en profiter un jour ? Les questions suscitées par cette technologie sont nombreuses car elle est aussi fascinante que difficile à imaginer concrètement.
En fait, à la différence d’un ordinateur classique qui fonctionne avec des bits (des informations stockées selon le système binaire, avec des 0 et des 1), la version quantique réalise ses calculs à l’échelle atomique. Elle se réfère donc aux lois de la physique quantique. Dès lors, à la place des bits, cet ordinateur utilise des qubits qui se composent de superpositions d’états entre 0 et 1. Il peut donc explorer plusieurs possibilités en même temps et calculer beaucoup plus vite. Et c’est justement l’un de ses atouts majeurs.
En effet, il serait en mesure de traiter d’immenses quantités de données, et de faire des opérations aujourd’hui irréalisables par l’informatique classique, tels des calculs complexes et la simulation de matériaux novateurs. Il s’agit donc d’une véritable prouesse technologique, qui révolutionnerait bien des secteurs. Mais pour l’instant, nous n’en sommes qu’à l’étape de développement et seuls quelques prototypes de petits ordinateurs quantiques sont conçus. Avant d’envisager une utilisation par un plus large public, plusieurs problèmes doivent être résolus.
L’erreur, le point noir de cet ordinateur
Le potentiel de l’ordinateur quantique est immense. Cependant, il n’est pas dépourvu de failles. Ainsi, il est sujet à l’erreur et aujourd’hui, cela s’avère l’un des principaux obstacles à son exploitation à grande échelle.
En fait, étant capable de traiter simultanément de très nombreux résultats, il souffre de décohérence. Cela signifie qu’au contact d’éléments extérieurs, les qubits perdent leurs propriétés quantiques, entraînant un taux d’erreur relativement élevé. Et plus les qubits sont nombreux, plus il est difficile de tous les contrôler – d’autant qu’ils sont très fragiles – et plus les erreurs augmentent. Par conséquent, trouver une ou des solutions pour pallier ce problème est au cœur du travail de chercheurs et scientifiques. Et il semblerait que Google soit sur la bonne voie.
Les efforts de Google commencent à payer
Des scientifiques de Google Quantum AI ont récemment indiqué avoir trouvé une technique pour diminuer ce taux d’erreur. Pour cela, ils ont réalisé une expérience à l’aide de deux versions d’une méthode de correction d’erreurs quantiques. La première mobilise 17 qubits et peut corriger des fautes une par une. La seconde repose sur l’utilisation de 49 qubits et est capable de remédier à deux erreurs en même temps. Et le résultat est plutôt encourageant puisque le taux d’erreur est réduit de 4%.
Pour résumer l’expérience menée par ses équipes, Sundar Pichai, le PDG de Google a indiqué que, pour corriger des erreurs quantiques, ils allaient miser sur des qubits logiques « au lieu de calculer sur les qubits individuels ». Ainsi, « en codant un nombre plus important de qubits physiques sur notre processeur quantique en un seul qubit logique, nous espérons réduire les taux d’erreur pour activer des algorithmes quantiques utiles ». Des propos qui restent assez abscons, il faut bien l’avouer. Mais finalement, le point important à retenir est que Google a mis au point, et c’est une première, un système utilisant un code correcteur d’erreurs capable de les repérer et les corriger sans en affecter l’information. Cependant, ses chercheurs font preuve de prudence car ils pensent que cette technique ne sera pas efficace sur des systèmes quantiques bien plus importants. Malgré cette avancée, ils ont donc encore du travail pour perfectionner leur système.
