Les laboratoires Google Quantum AI ont récemment annoncé le lancement de leur nouvelle puce de calcul quantique, Willow, marquant une avancée majeure dans deux domaines clés : la correction d'erreurs quantiques et les performances de calcul. Ceci représente une étape cruciale vers un calcul quantique utilisable.
Une avancée historique : réduction exponentielle des erreurs quantiques
La percée la plus importante de Willow réside dans la réalisation, pour la première fois, d’une correction d’erreur quantique « en dessous du seuil » (below threshold), solutionnant ainsi un défi majeur du domaine du calcul quantique depuis près de 30 ans. Une étude publiée dans la revue Nature montre que, grâce à l’utilisation d’un plus grand nombre de qubits, le taux d’erreur du système diminue de façon exponentielle.
Dans l’expérience, les chercheurs ont testé des réseaux de qubits de 3×3, 5×5 et 7×7. À chaque augmentation de la taille du réseau, le taux d’erreur était réduit de moitié. Ce résultat marque la naissance du premier prototype de qubit logique véritablement évolutif, apportant une preuve solide de la possibilité de construire un ordinateur quantique à grande échelle utilisable.
Vidéo de Julian Kelly, directeur du matériel quantique, présentant Willow et ses avancées révolutionnaires
Des performances de calcul impressionnantes
Lors de tests de référence d’échantillonnage de circuits aléatoires (RCS), Willow a démontré des performances exceptionnelles. Elle a réalisé un calcul en moins de 5 minutes, alors que les supercalculateurs les plus rapides actuels auraient besoin de 10 sextillions d’années (1025 années) pour effectuer le même calcul, un temps bien supérieur à l’âge de l’univers.
Des caractéristiques matérielles de pointe
La puce Willow a été fabriquée dans l’usine de fabrication de puces quantiques spécialisée de Google à Santa Barbara, et possède 105 qubits. La puce atteint les meilleurs niveaux de l’industrie sur plusieurs indicateurs clés, notamment un temps T1 (temps de maintien de l’état quantique) des qubits proche de 100 microsecondes, soit une amélioration d’environ 5 fois par rapport à la génération précédente.
L’étape suivante vers la mise en pratique
Le fondateur des laboratoires Google Quantum AI a déclaré que l’objectif suivant de l’équipe était de réaliser une application de calcul pratique « utile et surpassant les ordinateurs classiques ». Ils estiment que la puce Willow de cette génération pourrait contribuer à atteindre cet objectif. Les domaines d’application potentiels comprennent :
La découverte de nouveaux médicaments
L’optimisation de la conception des batteries de véhicules électriques
La recherche sur la fusion nucléaire
Le développement de nouvelles énergies
Collaboration entre recherche, industrie et enseignement
Pour stimuler le développement du calcul quantique, Google a également lancé des logiciels et des ressources éducatives open source, notamment un nouveau cours sur la plateforme Coursera, pour aider les développeurs à apprendre les bases de la correction d’erreurs quantiques et à explorer ensemble les scénarios d’application futurs du calcul quantique.
Cette avancée révolutionnaire démontre l’énorme potentiel du calcul quantique pour résoudre des problèmes complexes, et ouvre de nouvelles perspectives pour le développement futur de l’intelligence artificielle et d’autres domaines. Google affirme que le calcul quantique deviendra un outil indispensable pour collecter des données d’entraînement inaccessibles aux ordinateurs classiques, optimiser des architectures d’apprentissage spécifiques et simuler des systèmes à effets quantiques.