Chronologie de la suprématie quantique : l'objectif de 49 qubits de Google, la réponse de 50 qubits d'IBM

Google s'était fixé une échéance. Avant la fin de 2017, a déclaré John Martinis, son équipe construira un appareil capable d'atteindre la suprématie quantique. Soit un calcul hors de portée de n'importe quel ordinateur classique. La preuve viendra d'une course entre la puce de Google et l'un des plus grands superordinateurs du monde, rapportait MIT Technology Review le 21 avril 2017.

Martinis dirige le groupe de recherche quantique de Google et reste professeur à l'université de Californie à Santa Barbara. Il a rejoint Google fin 2014, selon le même article. « Nous pensons être prêts à faire cette expérience. C'est quelque chose que nous pouvons faire maintenant », a-t-il dit.

La confiance repose sur une puce à six qubits disposés en deux rangées de trois. Google a déjà publié des résultats obtenus avec une puce à neuf qubits alignés. Mais selon Martinis, l'expérience de suprématie exige une grille de 49 qubits. Des projets d'appareils de 30 à 50 qubits sont déjà en cours. La puce à six qubits sert aussi à tester une méthode de fabrication. Les qubits et leur câblage de commande classique sont fabriqués sur des puces séparées, puis assemblés par micro-billes.

« Ce processus fonctionne entièrement », a dit Martinis. « Maintenant, nous sommes prêts à accélérer un peu. »

Martinis a projeté des images de la puce à la conférence IEEE TechIgnite de Burlingame, en Californie. Mais son groupe n'a pas encore publié de détails techniques, précisait MIT Technology Review. L'équipe de Google, forte d'environ 25 personnes, est l'un des plusieurs groupes de recherche industriels récemment créés ou élargis. La course inclut Intel, Microsoft, IBM et des jeunes pousses.

Simon Gustavsson est chercheur principal dans un groupe d'informatique quantique au MIT. Il a déclaré au magazine que Google est l'un des leaders. « C'est assez comparable entre Google et IBM », a-t-il dit.

Chris Monroe est professeur à l'université du Maryland et cofondateur de la jeune pousse IonQ. Il se montrait plus réservé sur la portée du jalon. « Ce sera un jalon académique », a-t-il dit. « Ensuite, il faut encore trouver comment le rendre plus évolutif et plus programmable. » Martinis reconnaît qu'il reste beaucoup à faire. Mais il soutient que l'expérience pourrait devenir une référence pour quiconque revendique un ordinateur quantique fonctionnel.

IBM a frappé le premier sur le nombre. Le 10 novembre 2017, l'entreprise a annoncé que ses scientifiques avaient construit et mesuré un prototype de processeur à 50 qubits, selon l'Associated Press. Dario Gil dirige la division de recherche d'IBM en informatique quantique et intelligence artificielle. Il a déclaré que c'était la première fois qu'une entreprise construisait un ordinateur quantique à cette échelle.

Seth Lloyd est professeur de génie mécanique au MIT et n'a pas participé aux recherches d'IBM. Selon lui, IBM avait probablement encore des défauts à corriger. Mais il a qualifié l'annonce des 50 qubits de signe de progrès notable.

Un mois plus tard, l'accent est passé du nombre de qubits à leur qualité. « Les communiqués parlent toujours de course quantique en nombre de qubits », a dit Martinis à la conférence Q2B du centre Ames de la NASA, selon Gizmodo. « C'est une question de quantité et de qualité des qubits, pas seulement de quantité. »

Gizmodo rapportait le 8 décembre 2017 que Google fabriquait alors son appareil de suprématie à 49 ou 50 qubits. Les tests devaient commencer deux semaines plus tard, sans compter les retards liés aux vacances de Noël. Le problème de test demande d'intriquer des qubits, de laisser le système évoluer, puis de mesurer les résultats. Leurs probabilités sont si complexes qu'une machine classique doit simuler l'ordinateur quantique pour les vérifier. Une telle simulation pourrait prendre des semaines pour faire ce que l'ordinateur quantique fait en quelques minutes.

Tout le monde ne tient pas le mot pour acquis. Dario Gil, d'IBM, a ensuite déconseillé d'utiliser la suprématie quantique comme mesure de progrès. « L'expérience et le terme de suprématie seront mal compris par presque tout le monde », a-t-il déclaré à Fortune. Il l'a décrite comme une expérience de laboratoire sans applications pratiques. « Les ordinateurs quantiques ne régneront jamais en maîtres sur les ordinateurs classiques, mais travailleront plutôt de concert avec eux, car chacun a ses forces propres. »

Jim Clarke est directeur du matériel quantique chez Intel Labs. Il a qualifié la mise à jour de Google de jalon notable. Selon lui, un ordinateur quantique commercialement viable exigerait de nombreux progrès en recherche et développement. « Alors que le développement n'en est qu'au premier kilomètre de ce marathon, nous croyons fermement au potentiel de cette technologie », a-t-il dit.

Fortune s'est procuré l'article de Google après sa publication sur NASA.gov et son retrait. Il indiquait que le processeur Sycamore contenait 53 qubits, réduits par rapport à un appareil de 72 qubits appelé Bristlecone. Les chercheurs écrivaient que leur processeur avait mis environ 200 secondes pour échantillonner 1 000 000 de fois une instance d'un circuit quantique. Un superordinateur de pointe aurait besoin d'environ 10 000 ans pour la tâche équivalente.

Le porte-parole de Google a refusé de confirmer l'authenticité de l'article, et la NASA n'a pas répondu immédiatement à une demande de commentaire. Une source chez Google a suggéré que la NASA l'avait publié trop tôt, avant l'examen par les pairs. Malgré toutes ces annonces, le vocabulaire du domaine décrit toujours le matériel disponible. C'est l'ère NISQ des ordinateurs quantiques bruyants à échelle intermédiaire, décrite par John Preskill, du Caltech. La course affichée par les deux entreprises portait sur 2 000 000 000 de dollars d'investissements annoncés dans le secteur.