Google annonce la puce quantique Willow, qui fait progresser l'informatique quantique à grande échelle
En bref Google a présenté la puce quantique Willow, qui permet la correction des erreurs et des performances qui ouvrent la voie à un ordinateur quantique pratique à grande échelle.
Entreprise technologique Google a présenté Willow, sa dernière puce quantique, qui offre des performances avancées sur plusieurs paramètres, permettant deux avancées décisives. Willow est capable de réduire les erreurs de manière exponentielle à mesure que des qubits supplémentaires sont ajoutés, répondant ainsi à un défi majeur de la correction des erreurs quantiques auquel les chercheurs s'attaquent depuis près de 30 ans. En outre, Willow a réussi à réaliser un calcul de référence standard en moins de cinq minutes, une tâche qui prendrait dix septilliards (ou 10^25) ans à l'un des supercalculateurs les plus rapides d'aujourd'hui, une période dépassant de loin l'âge de l'Univers.
Les erreurs représentent l’un des défis les plus importants l'informatique quantique , car les qubits (les unités fondamentales de calcul dans les ordinateurs quantiques) ont tendance à interagir rapidement avec leur environnement, ce qui rend difficile la conservation des informations nécessaires à la réalisation des calculs.
Une étude récente publiée dans Nature démontre qu’en augmentant le nombre de qubits utilisés dans Willow, il est également possible de réduire les erreurs et d’améliorer les caractéristiques quantiques du système. Google a testé des matrices de qubits physiques de plus en plus grandes, en commençant par une grille 3×3, puis en passant à une grille 5×5, et enfin à une grille 7×7. À chaque fois, en appliquant nos dernières avancées en matière de correction d’erreurs quantiques, nous avons pu réduire de moitié le taux d’erreur. Cette réduction exponentielle des erreurs marque une avancée historique dans le domaine, connue sous le nom de « sous le seuil » – la capacité à réduire les taux d’erreur tout en augmentant le nombre de qubits.
Pour évaluer les performances de Willow, Google a utilisé le test d'échantillonnage aléatoire de circuits (RCS). Les résultats sont remarquables : Willow a réalisé en moins de cinq minutes un calcul qui prendrait 10^25 ans, soit dix septilliards d'années, à l'un des supercalculateurs les plus puissants d'aujourd'hui. Pour mettre les choses en perspective, cela équivaut à 10,000,000,000,000,000,000,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX d'années. Ce chiffre extraordinaire dépasse de loin toutes les échelles de temps connues en physique et est plusieurs fois supérieur à l'âge de l'univers.
Quelle est la prochaine étape pour Willow ?
D’après Google Le développement de la puce Willow a commencé il y a plus de dix ans. L’objectif était de créer un ordinateur quantique pratique à grande échelle capable d’exploiter la mécanique quantique – le « système d’exploitation » de la nature, tel que nous le connaissons aujourd’hui – pour aider la société en faisant progresser la découverte scientifique, en développant des applications utiles et en répondant à certains des défis les plus urgents de la société. Dans le cadre de Google Research, l’équipe a défini une feuille de route à long terme, Willow marquant une étape majeure vers des applications commercialement viables.
Le prochain défi dans le domaine est de démontrer le premier calcul « utile, au-delà du classique » sur les ordinateurs actuels. puces quantiques , qui est pertinent pour les applications du monde réel. Google est optimiste quant au fait que la génération de puces Willow puisse aider à atteindre cette étape.
Jusqu'à présent, deux types d'expériences distinctes ont été menées. Tout d'abord, le test RCS a été réalisé, qui évalue les performances par rapport aux ordinateurs classiques, bien qu'il n'ait pas d'applications directes dans le monde réel. Ensuite, des simulations de systèmes quantiques ont été réalisées, conduisant à de nouvelles découvertes scientifiques, même si celles-ci restent à la portée des ordinateurs classiques. L'objectif est de combiner les deux approches, en entrant dans le domaine des algorithmes qui vont au-delà de l'informatique classique et qui sont également applicables à des problèmes commerciaux réels et importants.
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