Google (GOOGL.US) réalise une avancée majeure en informatique quantique ! Le taux d’erreur d’un élément clé réduit d’environ 40 fois, franchissant une nouvelle étape vers l’applicabilité réelle

Selon Smart Finance APP, Google, filiale d’Alphabet (GOOGL.US), a annoncé avoir démontré une nouvelle technologie capable de réduire d’environ 40 fois le taux d’erreur d’un élément clé du calcul quantique, marquant ainsi un progrès dans la construction de machines suffisamment puissantes, fiables et capables de résoudre des problèmes hors de portée des ordinateurs traditionnels.

Les chercheurs Emma Rosenfeld et Craig Gidney expliquent dans un article du blog Google Quantum AI que les résultats publiés le 15 octobre dans la revue scientifique Science montrent qu’une méthode appelée « magic state cultivation » (cultivation d’états magiques) peut fonctionner sur le processeur quantique Willow de Google. Cette technologie a atteint une précision record de 99,99% sur des états quantiques spécialisés nécessaires à certaines opérations avancées.

Cette avancée résout un obstacle majeur à l’informatique quantique commerciale : l’énorme quantité de matériel requise pour empêcher les erreurs. Les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, qui représentent et traitent l’information d’une façon impossible pour les bits conventionnels des ordinateurs classiques. Toutefois, les qubits sont extrêmement sensibles aux perturbations et, sans correction d’erreur massive, des calculs fiables sont difficilement réalisables.

Pourquoi les « magic states » sont cruciaux

Une des étapes les plus coûteuses de la correction d’erreur consiste à préparer ce qu’on appelle les « magic states ». Il s’agit d’états quantiques spécialement préparés, qui permettent certaines opérations requises pour des ordinateurs quantiques pleinement fonctionnels. Contrairement aux ressources informatiques traditionnelles, les magic states sont consommés lors de leur utilisation et doivent être continuellement renouvelés.

Google indique que certaines estimations antérieures montraient que préparer ces états pouvait consommer jusqu’à 95% de la puissance de calcul d’un ordinateur quantique, laissant une très faible part aux calculs utiles. Réduire ce fardeau pourrait permettre aux futurs ordinateurs quantiques d’être considérablement plus petits et d’abaisser les coûts de fonctionnement.

La technique de cultivation développée par Google aborde ce défi en partant d’un état quantique imparfait, puis en vérifiant ses erreurs à plusieurs reprises. Les essais échouant à ces vérifications sont écartés, ce qui permet au système de générer des états beaucoup plus fiables. Sur le processeur Willow de Google, cette méthode réduit les erreurs d’environ 40 fois par rapport aux états non cultivés.

Défis et percées d’ingénierie

Cette recherche exigeait également que Google surmonte des problèmes dans la manière de mesurer les erreurs quantiques. L’équipe a découvert que des fluctuations électriques et des variations de température pouvaient fausser leurs méthodes de test, conduisant à des résultats initialement en contradiction avec la physique connue. Les chercheurs ont ensuite ajusté les contrôles matériels et mis au point une nouvelle méthode pour mesurer la précision de leur technologie.

Une autre réussite est le transfert d’états quantiques améliorés entre deux systèmes de correction d’erreur différents — les « color codes » (codes couleur) et les « surface codes » (codes de surface). Ces deux systèmes sont des méthodes alternatives pour protéger l’information quantique des erreurs. La preuve que ces états survivent au transfert suggère que la technologie de cultivation pourra en fin de compte être intégrée dans des systèmes quantiques de plus grande échelle.

Pour les investisseurs d’Alphabet, ces découvertes signalent des progrès vers le franchissement des obstacles techniques et économiques à l’informatique quantique commerciale. Une correction d’erreur plus efficace pourrait, à terme, réduire le nombre de qubits physiques nécessaires à des calculs utiles, ce qui permettrait d’envisager des machines commercialement viables à moindre coût et complexité. Les ordinateurs quantiques pourraient, à l’avenir, être appliqués dans des domaines tels que la science des matériaux, la chimie et d’autres secteurs où les ordinateurs classiques peinent à effectuer certains calculs.

Cependant, ces résultats ne signifient pas que Google a développé un ordinateur quantique commercialement viable. L’entreprise reconnaît que la technologie nécessitera encore d’être validée à plus grande échelle et que d’importants défis d’ingénierie subsistent. L’amélioration de 40 fois s’applique spécifiquement à la préparation des magic states, et non aux performances globales ou au taux d’erreur de l’ensemble du processeur.

Cette recherche renforce la position de Google dans la course au développement de l’informatique quantique tolérante aux fautes, c’est-à-dire de machines capables d’exécuter des calculs complexes et prolongés, même en présence d’erreurs matérielles sous-jacentes.

Bien que cette réalisation puisse améliorer à terme la viabilité économique de l’informatique quantique, Google n’a pas encore annoncé de calendrier de commercialisation ni quantifié d’impact potentiel sur les revenus. Pour les investisseurs, la signification directe réside dans le progrès technique, plutôt que dans la contribution immédiate aux bénéfices d’Alphabet.