Une avancée majeure permet enfin de vérifier les calculs des ordinateurs quantiques

Les ordinateurs quantiques promettent de réaliser des calculs beaucoup trop complexes pour les machines classiques. Mais cette supériorité pose un problème de taille : si un ordinateur classique est incapable de reproduire le calcul, comment peut-on vérifier que le résultat obtenu par la machine quantique est correct ?

C'est précisément ce défi que des chercheurs d'IBM et de l'université de Chicago ont voulu relever. Ils ont utilisé un ordinateur quantique afin d'effectuer un calcul suffisamment complexe pour être considéré comme hors de portée pratique des machines classiques.

Un calcul quantique dont le résultat peut enfin être vérifié

Il n'a fallu qu'une quinzaine de minutes à l'ordinateur quantique pour résoudre ce calcul. La particularité de cette étude est que les chercheurs ont conçu leur expérience de manière à pouvoir détecter les erreurs survenues lors du calcul et ainsi évaluer la fiabilité du résultat obtenu.

C'est une avancée majeure qui pourrait permettre de démontrer plus solidement ce que les scientifiques appellent « l'avantage quantique », c'est-à-dire la capacité d'un ordinateur quantique à accomplir une tâche qu'un ordinateur classique ne pourrait pas réaliser dans un délai ou avec des ressources raisonnables.

Comme l'explique Bill Fefferman, co-auteur de l'étude, « la vérification demeure l'un des défis majeurs pour établir solidement l'avantage quantique expérimental. » Selon le chercheur, cette nouvelle approche permet notamment de mieux évaluer la fiabilité des calculs réalisés malgré les erreurs qui peuvent survenir dans les systèmes quantiques.

Un système conçu pour détecter les erreurs

Dans leur expérience, les chercheurs se sont appuyés sur un système comprenant 70 qubits logiques qui intègrent des mécanismes de protection contre les erreurs. Au lieu de considérer ces erreurs comme des obstacles, les chercheurs les ont prises en compte dans la conception de l'expérience.

C'est ce qui leur a permis de suivre plus précisément le déroulement du calcul et d'évaluer la fiabilité du résultat obtenu. Cette approche apporte donc davantage de garanties sur la validité du résultat sans avoir besoin de reproduire entièrement le calcul avec un ordinateur classique.

Ces travaux ne signifient toutefois pas que le problème de vérification est définitivement résolu, mais plutôt qu'il est possible de rendre des calculs quantiques extrêmement complexes plus facilement vérifiables.

À terme, cette avancée pourrait également contribuer au développement d'applications concrètes pour les prochaines générations d'ordinateurs quantiques.

Source : arXiv