Le domaine de l’informatique quantique présente désormais chaque mois des nouveautés toutes plus impressionnantes les unes que les autres. Des chercheurs chinois prennent part à la course en dévoilant une avancée majeure. Leur nouveau processeur quantique, nommé Zuchongzhi 3.0, surpasse les performances des supercalculateurs les plus puissants actuels.
Ce processeur, doté de 105 qubits supraconducteurs, a été développé par l’Université des Sciences et Technologies de Chine. Il a réussi à accomplir une tâche de calcul en quelques centaines de secondes, une performance qui prendrait des milliards d’années aux supercalculateurs classiques.
Le dernier modèle de Zuchongzhi comprend 105 qubits transmon, des dispositifs fabriqués à partir de métaux comme le tantale, le niobium et l’aluminium, réduisant la sensibilité au bruit. Crédit: D. Gao et al.
La performance de Zuchongzhi 3.0 a été mesurée à l’aide d’un benchmark de calcul quantique, le Random Circuit Sampling (RCS). Ce test, qui implique un circuit quantique de 83 qubits et 32 couches, a été réalisé un million de fois plus rapidement que par le précédent processeur de Google, Sycamore.
Les chercheurs ont également amélioré la fidélité des portes quantiques et la correction d’erreurs, des aspects primordiaux pour le développement d’ordinateurs quantiques pratiques. Zuchongzhi 3.0 a atteint une fiabilité de 99,90% pour les portes à un qubit et de 99,62% pour les portes à deux qubits.
Ces avancées ont été rendues possibles grâce à des améliorations techniques, notamment dans les méthodes de fabrication et la conception des qubits. L’utilisation de tantale et d’aluminium pour les composants des qubits a permis de minimiser les erreurs et d’augmenter la précision des calculs.
Malgré ces progrès, les chercheurs reconnaissent que les benchmarks utilisés favorisent les méthodes quantiques. Ils soulignent également que les améliorations continues des algorithmes classiques pourraient réduire l’écart de performance entre les ordinateurs quantiques et classiques.
Cette avancée marque tout de même une étape importante vers l’utilisation pratique des ordinateurs quantiques pour résoudre des problèmes actuellement insolubles du monde réel. Les chercheurs envisagent un avenir où les processeurs quantiques joueront un rôle clé dans divers domaines scientifiques et technologiques.
Qu’est-ce qu’un qubit supraconducteur ?
Un qubit supraconducteur est un type de qubit utilisé dans les ordinateurs quantiques, fabriqué à partir de matériaux supraconducteurs comme le tantale, le niobium et l’aluminium. Ces matériaux permettent aux qubits de fonctionner à des températures extrêmement basses, réduisant ainsi la sensibilité au bruit et augmentant la cohérence quantique.
La cohérence quantique est cruciale pour maintenir l’état de superposition des qubits, ce qui permet de réaliser des calculs en parallèle. Les qubits supraconducteurs sont donc essentiels pour le développement d’ordinateurs quantiques pratiques et performants.
Les avancées récentes dans la fabrication et la conception des qubits supraconducteurs, comme celles réalisées dans le cadre du projet Zuchongzhi 3.0, ont permis d’améliorer significativement la fidélité des portes quantiques et la correction d’erreurs, des aspects clés pour la réalisation de calculs quantiques complexes.
Comment fonctionne le benchmark Random Circuit Sampling ?
Le Random Circuit Sampling (RCS) est un benchmark utilisé pour évaluer les performances des ordinateurs quantiques. Il consiste à exécuter un circuit quantique aléatoire et à mesurer la distribution des résultats, qui est ensuite comparée à celle attendue théoriquement.
Ce benchmark est particulièrement utile pour démontrer la suprématie quantique, c’est-à -dire la capacité d’un ordinateur quantique à surpasser les supercalculateurs classiques dans certaines tâches. Le RCS est conçu pour être difficile à simuler par des ordinateurs classiques, ce qui en fait un test idéal pour évaluer les progrès en informatique quantique.
Les résultats obtenus par Zuchongzhi 3.0 sur ce benchmark montrent que les ordinateurs quantiques sont capables de réaliser des tâches spécifiques en un temps record, ouvrant la voie à de nouvelles applications dans divers domaines scientifiques et technologiques.