04/06/2022. Un ordinateur aurait atteint la suprématie quantique

La start-up canadienne Xanadu vient d’annoncer avoir atteint la suprématie quantique. Ce terme qui n’est pas à proprement un concept scientifique, signifie pouvoir effectuer en quelques secondes sur un ordinateur quantique un calcul qui pourrait demander un siècle à un superordinateur classique.

Il a souvent été dit que l’entreprise ou la nation qui atteindrait la suprématie quantique pourrait à terme dominer le monde. Elle pourrait notamment décrypter et tester les hypothèses scientifiques bien avant ses rivales. Ce ne sera sans doute pas le cas de Xanadu, qui ne dispose pas de tous les moyens nécessaires. Il sera intéressant cependant d’observer comment les grands Etats qui se disputent la domination scientifique mondiale accueilleront l’annonce de Xanadu.

Actuellement, dans le cas de Xanadu, un article en accès libre publié dans le journal Nature, dont on trouvera ci-dessous les références et l’abstract, explique que sa machine quantique baptisée Borealis a effectué en environ 36 microsecondes un calcul qui prendrait sur un superordinateur classique, aux rythmes actuels, environ 9.000 ans.

Rappelons cependant qu’un calculateur quantique doit affecter beaucoup de moyens à la détection et la correction des erreurs, autrement dit devenir fault tolérant. On pourra relire à ce sujet notre précédant article Une informatique quantique tolérante aux fautes https://wordpress.com/post/europesolidaire.eu/1275

Référence

01 June 2022

Quantum computational advantage with a programmable photonic processor

Nature, volume 606

pages 75–81 (2022)

Abstract

A quantum computer attains computational advantage when outperforming the best classical computers running the best-known algorithms on well-defined tasks. No photonic machine offering programmability over all its quantum gates has demonstrated quantum computational advantage: previous machines1,2 were largely restricted to static gate sequences. Earlier photonic demonstrations were also vulnerable to spoofing3, in which classical heuristics produce samples, without direct simulation, lying closer to the ideal distribution than do samples from the quantum hardware. Here we report quantum computational advantage using Borealis, a photonic processor offering dynamic programmability on all gates implemented. We carry out Gaussian boson sampling4 (GBS) on 216 squeezed modes entangled with three-dimensional connectivity5, using a time-multiplexed and photon-number-resolving architecture. On average, it would take more than 9,000 years for the best available algorithms and supercomputers to produce, using exact methods, a single sample from the programmed distribution, whereas Borealis requires only 36 μs. This runtime advantage is over 50 million times as extreme as that reported from earlier photonic machines. Ours constitutes a very large GBS experiment, registering events with up to 219 photons and a mean photon number of 125. This work is a critical milestone on the path to a practical quantum computer, validating key technological features of photonics as a platform for this goal.

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