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

Google s'est fixé un délai. D'ici la fin de 2017, son équipe construira un dispositif capable d'accomplir un calcul inaccessible aux ordinateurs conventionnels, a déclaré John Martinis. La preuve viendra d'une course entre la puce de Google et l'un des plus grands supercalculateurs 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 réaliser cette expérience. C'est quelque chose que nous pouvons faire maintenant », a-t-il déclaré.

Cette confiance repose sur une puce à six qubits disposés en grille de deux par trois. Google avait déjà publié les résultats d'une puce à neuf qubits alignés en ligne, mais Martinis indique que l'expérience de suprématie nécessite une grille de 49 qubits. Les conceptions de dispositifs à 30 ou 50 qubits sont déjà en cours. La puce à six qubits teste également une méthode de fabrication où les qubits et leurs connexions de contrôle classiques sont fabriqués sur des puces séparées avant d'être assemblés par collage de picots.

« Ce processus fonctionne parfaitement », a déclaré Martinis. « Nous sommes maintenant prêts à accélérer. »

Martinis a montré des images de la puce lors de la conférence IEEE TechIgnite à Burlingame, en Californie, mais son groupe n'a pas encore divulgué officiellement les détails techniques, selon MIT Technology Review. L'équipe de Google, d'environ 25 personnes, fait partie de plusieurs groupes de recherche industriels récemment créés ou étendus. La course inclut Intel, Microsoft, IBM et des startups.

Simon Gustavsson, chercheur principal dans un groupe de calcul quantique au MIT, a indiqué à la publication que Google est l'un des leaders. « C'est assez comparable entre Google et IBM », a-t-il déclaré.

Chris Monroe, professeur à l'Université du Maryland et cofondateur de la startup IonQ, était plus prudent sur la portée de ce jalon. « Ce sera un jalon académique », a-t-il dit. « Ensuite, il faudra encore trouver comment le rendre plus scalable et programmable. » Martinis convient qu'il reste beaucoup à faire, mais soutient que l'expérience pourrait devenir une référence pour quiconque revendique un ordinateur quantique fonctionnel.

IBM a pris de l'avance 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, qui dirige la division recherche en calcul quantique et intelligence artificielle d'IBM, a déclaré qu'il s'agissait de la première fois qu'une entreprise construisait un ordinateur quantique à cette échelle.

Seth Lloyd, professeur de génie mécanique au MIT et non impliqué dans la recherche d'IBM, a estimé qu'IBM avait probablement encore des bugs à résoudre, mais a qualifié l'annonce des 50 qubits de signe de progrès significatifs.

Un mois plus tard, l'accent a changé du nombre de qubits à la qualité. « Les communiqués de presse parlent toujours de course à l'espace quantique en nombre de qubits », a déclaré Martinis lors de la conférence Q2B au NASA Ames, selon Gizmodo. « Il s'agit de la quantité et de la qualité des qubits, pas seulement de la quantité. »

Gizmodo a rapporté le 8 décembre 2017 que Google fabriquait alors son dispositif de suprématie à 49 ou 50 qubits et commencerait les tests dans deux semaines, sans compter les retards de vacances de Noël. Le problème de test nécessite d'intriquer les qubits, de laisser le système évoluer, puis de mesurer des résultats dont les probabilités sont si complexes qu'une machine classique doit simuler l'ordinateur quantique pour les vérifier. Une telle simulation pourrait prendre des semaines pour accomplir ce que l'ordinateur quantique fait en minutes.

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

Jim Clarke, directeur du matériel quantique chez Intel Labs, a qualifié la mise à jour de Google de jalon notable et a déclaré qu'un ordinateur quantique commerciable nécessiterait de nombreuses avancées en recherche et développement. « Bien que le développement soit encore au mile un de ce marathon, nous croyons fortement au potentiel de cette technologie », a-t-il dit.

Le papier de Google, obtenu par Fortune après avoir été posté sur NASA.gov puis retiré, indiquait que le processeur Sycamore contenait 53 qubits, réduit par rapport à un dispositif à 72 qubits appelé Bristlecone. Les chercheurs ont écrit que leur processeur mettait environ 200 secondes pour échantillonner une instance d'un circuit quantique 1 000 000 fois, tandis qu'un supercalculateur de pointe aurait besoin d'environ 10 000 ans pour la tâche équivalente.

Le porte-parole de Google a refusé de confirmer l'authenticité du papier, et la NASA n'a pas immédiatement répondu à une demande de commentaire. Une source de Google a suggéré que la NASA l'avait publié trop tôt, avant la relecture par les pairs. Malgré toutes les revendications, le langage du domaine lui-même, l'ère NISQ des ordinateurs quantiques bruités et d'échelle intermédiaire décrite par John Preskill du Caltech, décrit toujours le matériel disponible.