En 2019, Google
prévoit d' organiser un concours informatique et de comparer les performances de sa puce Bristlecone à 72 qubits avec les capacités du supercalculateur Pleiades de la NASA. Le géant informatique prévoit de montrer que l'excellence quantique est réalisable. Under the cut - en savoir plus sur les tests et les difficultés possibles qui seront rencontrées dans l'entreprise.
/ photo par JD Hancock CC BYQuelques mots sur la supériorité quantique
L'excellence quantique est un moment conditionnel dans le temps où les ordinateurs quantiques
apprendront à résoudre certains problèmes de calcul beaucoup plus rapidement que les systèmes classiques. Ces tâches, par exemple, incluent l'énumération des clés SHA-256.
La possibilité théorique d'une supériorité quantique en octobre de cette année a été prouvée par Sergey Bravy d'IBM Research, David Gosset de l'Université de Waterloo et Robert König de l'Institut de Munich.
Ils ont publié leurs recherches
dans la revue Science , dans laquelle ils ont montré que, dans certaines conditions, une machine quantique est capable de dépasser un système informatique classique.
Bien que la possibilité théorique de supériorité quantique ait été prouvée, en pratique, cela n'a pas encore été fait. Google prévoit de corriger ce «malentendu» l'année prochaine.
L'essence de l'expérience Google
Pour prouver l'hypothèse de la supériorité quantique, Google et la NASA
compareront les capacités de la nouvelle puce de 72 qubits de Google, nommée Bristlecone, et du supercalculateur Pléiades, qui
se classe 24e dans le
Top500 des systèmes informatiques les plus puissants du monde (5,95 pétaflops).
Les systèmes classiques ont encore
des performances
supérieures aux prototypes de machines quantiques, simulant efficacement le fonctionnement des circuits quantiques. La puce quantique de Google et le supercalculateur de la NASA effectueront une série de calculs de test. Si la puce Bristlecone réussit à dépasser les Pléiades, les organisations pourront revendiquer une supériorité quantique.
/ photo NASA PDL'expérience sera menée sur la plate-forme Google Cloud API, car il ne fonctionnera pas pour placer ces deux machines dans la même pièce. Cependant, pour que Bristlecone fonctionne, un certain nombre de conditions doivent être respectées: par exemple, la température ambiante doit être proche du zéro absolu.
Les premiers résultats des tests seront
présentés en juillet 2019. Les représentants de Google sont convaincus que Bristlecone sera en mesure d'atteindre la supériorité quantique. Le géant de l'informatique place ses
espoirs dans ses algorithmes de calcul efficaces et ses mécanismes de correction d'erreurs, qui tiennent compte de la «fragilité» des qubits
détruits par l'environnement extérieur .
Pourquoi une expérience Google pourrait échouer
En mai, les scientifiques d'Alibaba ont publié une étude (
PDF ) dans laquelle ils disent que la supériorité quantique ne peut être évoquée que lorsque le nombre d'erreurs dans le calcul des ordinateurs quantiques est nul. Même si la machine compte plus vite, cela n'a aucun sens sans le bon résultat. Et ces erreurs surviennent certainement lors de l'écriture (et de la lecture) des données en qubits en raison de la destruction de leur état quantique. Plus il y a de qubits, plus il y a de chances qu'ils commencent à interférer avec le travail de l'autre.
Jusqu'à présent, personne n'a réussi à atteindre zéro. Le même taux d'erreur de Bristlecone est de 0,6%. Et bien que Google soit convaincu que cela suffit, dans la pratique, tout peut se passer différemment.
Notez que plusieurs projets sont en cours de développement dans le monde qui devraient aider à créer des mécanismes de correction d'erreurs efficaces dans les ordinateurs quantiques. Par exemple, Sebastian Krinner de l'Ecole supérieure technique suisse de Zurich a
proposé de combiner plusieurs qubits «simples» en un seul qubit logique, en réduisant leur nombre. Mais pour la mise en œuvre pratique de cette technologie, des années de développement seront nécessaires.
D'autres tentent de résoudre le problème en réduisant l'entropie et en combinant plusieurs systèmes quantiques en un seul grand. Par exemple, sur un blog, nous avons parlé de chercheurs de l'Université de Pennsylvanie et de leur concept du démon Maxwell, ainsi que de la téléportation de portes quantiques, qui a été démontrée par des scientifiques de Yale.
Mais même s'il est possible de mettre en œuvre des mécanismes de correction d'erreurs suffisamment efficaces pour les ordinateurs quantiques, une autre complication se pose. La puissance de calcul des superordinateurs classiques
ne s'arrête pas . Des systèmes de plus en plus puissants sont en
cours de développement , donc même si Google réussit à dépasser les Pléiades, dans le futur, les machines classiques peuvent de nouveau dépasser les quantiques.
/ photo IBM Research CC BY-NDContribution d'autres sociétés
Intel est l'une des sociétés impliquées dans la course quantique. Des dernières
réalisations de l' entreprise - un ordinateur avec 49 qubits. Selon la feuille de route, au cours des 5 à 7 prochaines années, le géant informatique prévoit de construire un système à 1 000 qubits.
La société suggère qu'avec autant de qubits, les ordinateurs quantiques sont supérieurs aux ordinateurs traditionnels. Cependant, certains
pensent que cela nécessitera une machine avec au moins un million de qubits.
Une autre entreprise travaillant dans ce domaine est la startup Rigetti. En octobre, ses représentants ont
annoncé une récompense d'un million de dollars à quelqu'un qui prouverait la supériorité d'un système qubit sur un ordinateur classique.
Pour stimuler la recherche, l'entreprise a
développé un service cloud pour créer et exécuter des algorithmes quantiques, accessibles à tous. Les experts de Rigetti s'attendent à ce que les expériences avec le cloud et les quanta affectent positivement le développement des deux technologies.
PS Quelques articles de notre blog d'entreprise:
Matériaux PPS de notre chaîne Telegram sur l'IaaS et pas seulement: