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Quantum Supremacy de Google signale une avancée considérable en informatique

Added 2019-11-08


Google rapproche la civilisation de l'informatique quantique, un développement qui changera l'informatique et très probablement le monde. Sycamore, un ordinateur quantique développé par Google, a résolu en quelques secondes un problème qui prendrait 10 000 ans à un super-ordinateur «normal».

L'âge de l'informatique quantique est-il sur nous? Google a-t-il atteint la «suprématie quantique»? Et que signifie l'informatique quantique pour vous?

Qu'est-ce que l'informatique quantique?

L'informatique quantique modifie fondamentalement la façon dont les ordinateurs traitent les données, en utilisant la physique quantique.

Un processeur standard à semi-conducteurs (comme celui de votre ordinateur portable ou de votre smartphone) utilise des «bits» d'informations. Les bits existent en tant que 1 ou 0, un peu comme un commutateur allumé ou éteint. Les bits peuventseulement existe en tant que 1 ou 0 sur le matériel traditionnel.

Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, appelés «qubits». Un qubit peut exister simultanément sous les formes 1 et 0. La capacité d’un qubit de conserver son état 1 et 0 est un principe central de l’informatique quantique et est connue sous le nom de superposition.

La superposition permet à plusieurs calculs d'avoir lieu en même temps. Mais pour cela, les qubits doivent être synchronisés en utilisant un effet quantique appelé enchevêtrement.

Qu'est-ce que la suprématie quantique?

Bien que cela ressemble au nom d’un film bourré d’action de James Bond, la suprématie quantique est bien plus révolutionnaire. La suprématie quantique est le nom donné au moment où un ordinateur quantique effectue un calcul plus rapidement qu'un ordinateur classique.

Google affirme que son processeur quantique Sycamore a atteint la suprématie quantique pour la première fois. L'équipe de chercheurs, dirigée par John Martinis, physicien expérimental à l'Université de Californie, a assigné au processeur quantique une tâche d'échantillonnage aléatoire. La tâche d'échantillonnage produit un ensemble de nombres avec une distribution vraiment aléatoire.

"Il est probable que le temps de simulation classique, estimé actuellement à 10 000 ans, sera réduit par l'amélioration du matériel et des algorithmes classiques",a déclaré Brooks Foxen, chercheur diplômé au laboratoire de Martinis. "Mais comme nous sommes actuellement 1 500 milliards de fois plus rapides, nous sommes à l'aise de revendiquer ce succès."

Google a-t-il atteint la suprématie quantique?

Le document détaillant les expériences de suprématie quantique divulguées sur le site Web de la NASA. Bien qu'il ait été mis hors ligne rapidement, il a attiré l'attention de nombreuses personnes en raison de ses revendications audacieuses. Le papier adepuis officiellement publié dans le journal scientifique Nature.

Cependant, IBM n’est pas convaincu.

Quelques jours avant la publication officielle du document sur la suprématie quantique de Google, IBM a publié un document affirmant que les mêmes gains de performances peuvent également fonctionner sur du matériel classique, étant donné le temps nécessaire pour effectuer des extensions sur un supercalculateur. Ainsi, alors que Google affirme avoir atteint la suprématie quantique, IBM affirme que non, car si, avec le temps, il pourrait théoriquement étendre leur supercalculateur Summit aux laboratoires Oak Ridge National Laboratories de manière à accomplir la même tâche dans environ deux jours et demi. . "

Les affirmations d’IBM ne sont pas dénuées de fondement, bien qu’elles ne se répercutent pas dans la communauté scientifique et informatique.

“Le document de Google fait état d'une avancée substantielle. Nous voyons des fabuleuses fabrications, des diagnostics formidables, un réel souci de tous les détails qui en font une avancée », a déclaré Sir Peter Knight, président de l'Institute of Physics et membre du conseil consultatif du conseil consultatif stratégique de la technologie Quantum.

«Néanmoins, le document contient plusieurs hypothèses. A l'instar de Google, IBM a également examiné très attentivement la manière dont les simulations classiques de super-calcul pourraient être réalisées différemment pour vérifier l'idée de «suprématie informatique». Jusqu'à ce que la communauté quantique ait eu la chance de tester sur route les données de l'expérience utilisant la puce Sycamore, il reste encore à déterminer à quel point Google y est parvenu. Mais la science progresse en remettant en question des hypothèses et je m'attendrais à en voir plus. "

Jusqu'à ce qu'IBM puisse prouver que le superordinateur Summit peut effectuer le même test dans un délai raisonnable, Google a atteint la suprématie quantique.

Qu'est-ce que la suprématie quantique signifie pour vous?

À court terme, la suprématie quantique et l'informatique quantique ont peu d'importance pour les utilisateurs réguliers d'ordinateurs. L'informatique quantique est un processus itératif. Le développement de Google est un pas en avant passionnant et intriguant. Mais, de même que l'informatique moderne a pris du temps, l'informatique quantique aussi.

La deuxième chose à considérer est qu'un ordinateur quantique nécessite une quantité de refroidissement phénoménale. Un ordinateur quantique nécessite de l'azote liquide pour fonctionner. Il n’existe aucun moyen de reproduire la quantité de refroidissement requise pour transférer l’informatique quantique sur un smartphone ou un ordinateur portable. La technologie n’existe pas.

En ce qui concerne le premier point, il s’agit d’un objectif à long terme. Les premiers ordinateurs avaient la taille d'une pièce entière et demandaient à toute une équipe de scientifiques de fonctionner et de programmer. L'informatique quantique est au même stade.

D'autres doutent que l'informatique quantique remplace jamais l'informatique classique à base de semi-conducteurs. La loi de Moore stipule que le nombre de transistors dans un processeur doublera tous les deux ans, augmentant ainsi la puissance de calcul. (Cela ne veut pas dire que la puissance de traitement augmentera, ce qui est une idée fausse de la loi.)

La prédiction s'est avérée correcte sur quatre décennies, bien queGordon Moore lui-même croit au progrès atteindra la saturation «dans les dix prochaines années environ».

Même avec le ralentissement éventuel et probable des processeurs à semi-conducteurs, la puissance de traitement continuera à augmenter. Brian Krzanich, l'ancien PDG d'Intel,confirmé que la mise à l'échelle du processeur d'Intel est "plus proche de deux ans et demi que deux", mais que la société continuerait à poursuivre les progrès de la puissance du processeur.

Quelle est la loi de Neven?

La loi de Neven dicte la rapidité avec laquelle les processeurs quantiques s’améliorent et porte le nom de Hartmut Neven, directeur du laboratoire d’intelligence artificielle quantique de Google.

La loi de Neven stipule que la puissance de traitement quantique augmentera avec un double taux exponentiel - c’est incroyablement rapide. Par exemple, la puissance de traitement augmente d'un facteur 2 ^ 2 ^ 1 (4), puis de 2 ^ 2 ^ 2 (16), puis de 2 ^ 2 ^ 3 (256), puis de 2 ^ 2 ^ 4 (65 536) et bientôt. En utilisant ce format, vous pouvez voir comment le taux de traitement augmentera rapidement et massivement.

La suprématie quantique est là

Le développement de la suprématie quantique de Google est révolutionnaire. En dépit des efforts déployés par IBM pour saper le développement quantique, Google fait progresser l’informatique quantique. Si les scientifiques peuvent critiquer les affirmations de Google, le processus et le développement en seront plus puissants.

L'informatique quantique est un domaine informatique et scientifique difficile à traiter. Les idées sont à la fois abstraites et énormes, les résultats difficiles à traiter et leur impact inconnu.

Crédit d'image: Erik Lucero /Google Quantum Supremacy






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Thomas Becket

Je suis un écrivain indépendant qui couvre la programmation et les logiciels.
Je suis étudiant en informatique et je m'intéresse à la programmation, aux logiciels et à la technologie
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