Des scientifiques chinois réalisent une grande percée dans l'informatique quantique

Des scientifiques chinois ont construit le premier calculateur quantique au monde capable de dépasser les premiers ordinateurs classiques, ouvrant ainsi la voie à la suprématie des ordinateurs quantiques sur les machines classiques.

Des scientifiques chinois ont annoncé cette percée mercredi lors d'une conférence de presse organisée à l'Institut des études avancées de Shanghai, relevant de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC).

Ils sont convaincus que l'informatique quantique peut écraser dans une certaine mesure la capacité de traitement des superordinateurs d'aujourd'hui. Selon une analogie, l'informatique quantique, c'est comme être capable de lire tous les livres dans une bibliothèque en même temps, alors que l'informatique conventionnelle serait de lire ces livres l'un après l'autre.

L'éminent physicien quantique Pan Jianwei, membre de l'Académie des sciences de Chine, a indiqué que l'informatique quantique exploitait le principe de superposition quantique fondamentale permettant à la fois le calcul parallèle ultra-rapide et les capacités de simulation.

En raison de l'énorme potentiel de l'informatique quantique, l'Europe et les Etats-Unis collaborent activement en la matière. Des entreprises du secteur des hautes technologies, telles que Google, Microsoft et IBM, ont également montré leur grand intérêt par rapport à la recherche sur l'informatique quantique.

L'équipe de recherche dirigée par M. Pan est en train d'explorer trois voies techniques : les systèmes basés sur des photons uniques, des atomes ultra-froids et des circuits supraconducteurs.

Récemment, Pan Jianwei et ses collègues, à savoir Lu Chaoyang et Zhu Xiaobo, professeurs à l'USTC, ainsi que Wang Haohua, professeur à l'Université du Zhejiang, ont créé deux records internationaux sur le contrôle quantique du nombre maximal de bits quantiques (ou qubits) photoniques enchevêtrés et de qubits supraconducteurs enchevêtrés.

Selon M. Pan, les calculateurs quantiques peuvent, en principe, résoudre certains problèmes plus rapidement que les ordinateurs classiques. Malgré les progrès substantiels de ces deux dernières décennies, la construction de machines quantiques capables de surpasser les ordinateurs classiques dans certaines tâches spécifiques reste un défi.

Dans la quête de cette suprématie quantique, l'échantillonnage de bosons, un modèle de calculateur quantique intermédiaire, a beaucoup attiré l'attention, car il nécessite moins de ressources physiques que la construction d'ordinateurs quantiques universels, a expliqué M. Pan.

L'année dernière, MM. Pan et Lu ont développé la meilleure source au monde de photons uniques basée sur des points quantiques à semiconducteurs. Ils utilisent aujourd'hui cette source de photons uniques hautement performante et un circuit photonique électroniquement programmable pour construire un prototype d'ordinateur quantique multiphotons afin d'effectuer la tâche d'échantillonnage des bosons.

Selon les résultats des tests, le taux d'échantillonnage de cette machine est au moins 24.000 fois plus rapide que celui de ses équivalents internationaux.

De plus, la machine est 10 à 100 fois plus rapide que le premier ordinateur électronique, ENIAC, et le premier ordinateur à transistors, TRADIC, dans l'exécution de l'algorithme classique.

Il s'agit du premier ordinateur quantique basé sur les photons uniques à dépasser les premiers ordinateurs classiques. Cette réussite a été publiée en ligne dans le numéro de cette semaine de Nature Photonics.

Dans le système de circuit quantique supraconducteur, une équipe de recherche conjointe de Google, de la Nasa et de l'Université de Californie à Santa Barbara, a annoncé une manipulation de haute précision de 9 qubits supraconducteurs en 2015.

Aujourd'hui, l'équipe de Pan Jianwei, Zhu Xiaobo et Wang Haohua a battu ce record. Elle a développé de manière indépendante un circuit quantique supraconducteur contenant 10 qubits supraconducteurs et a réussi à enchevêtrer les 10 qubits lors d'une opération quantique globale.

Des scientifiques chinois ambitionnent de réaliser une manipulation de 20 photons enchevêtrés d'ici la fin de cette année et tentera de concevoir et de manipuler 20 qubits supraconducteurs. Ils envisagent également de lancer une plate-forme d'informatique quantique en nuage d'ici fin 2017.