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Article.
Google pense pouvoir prochainement réaliser un calculateur
quantique de 50 Qbits.
Jean-Paul Baquiast 02/09/2016
Le Newscientist du 31 août 2016 publie un article selon
lequel Google serait capable de construire un super-calculateur
quantique de 50 Qbits d'ici la fin de l'année 2017.
Bien que ne donnant pas d'informations précises à
ce sujet, les chercheurs financés par Google ont publié
récemment dans ArXiv un document précisant certaines
des solutions qui seront retenues. Le document ne cache pas
les intentions de la firme, se donner la suprématie
dans le domaine du calcul quantique.
Depuis quelques années, nous avions attiré l'attention
sur les perspectives offertes par de tels calculateurs, et
sur les difficultés rencontrées par les différents
pays qui y travaillent. Dans les calculateurs quantiques,
les bits classiques, capables d'adopter 2 positions seulement,
0 ou 1, sont remplacés par des bits quantiques ou Qbits
exploitant les possibilités de la superposition quantique.
Ils peuvent adopter, en principe, une infinité de positions,
entre 0 et 1. Leurs capacités de traitement de l'information
sont donc considérablement augmentées. Mais
la difficulté est de les réunir et faire interagir
dans un calculateur. Ils perdent par « décohérence »
leurs capacités quantiques dès qu'ils interfèrent
avec de la matière ordinaire. D'où d'extraordinaires
difficultés pour les isoler du monde de la physique
macroscopique et les faire coopérer.
Des solutions très limitées sont désormais
disponibles, notamment provenant de la firme D Wave Computer,
récemment racheté par Google. IBM propose pour
sa part d'accéder en ligne à une solution voisine.
Mais rien de très décisif, hors de portée
des calculateurs classiques, n'est encore proposé.
Chacun par contre devrait savoir depuis quelques années
que les ambitions de Google seraient de se donner les éléments
d'un « cerveau global » autrement dit
d'une super-intelligence déclassant toutes les performances
actuelles des cerveaux humains ou de leurs ordinateurs. Ce
cerveau serait mis à la disposition des ambitions multiples
de Google, mais très vraisemblablement il servirait
aussi les programmes stratégiques du Pentagone et des
industries de défense américaines.
L'objectif, qui n'est pas annoncé officiellement, est
d'obtenir un calculateur de 50 Qbits, chiffre inimaginable
jusqu'à présent. Les solutions techniques envisagées
sont originales. Elles sont trop techniques pour être
évoquées ici. Renvoyons à l'article du
NewScientist qui résume certaines des perspectives
espérées, ainsi qu'à l'article de ArXiv.
Il n'est pas nécessaire de faire de la politique fiction
pour signaler les perspectives offertes à Google, au
plan scientifique comme au plan géopolitique, par son
futur calculateur quantique. Ceci devrait inquiéter
fortement la Russie et la Chine (sans mentionner l'Europe)
qui à notre connaissance ne disposeront pas prochainement
de solutions de cette puissance. Vous avez dit « suprématie
mondiale »?
Références
* Newscientist 31/08/2016
https://www.newscientist.com/article/mg23130894-000-revealed-googles-plan-for-quantum-computer-supremacy/
* ArXiv . Characterizing Quantum Supremacy in Near-Term Devices
http://arxiv.org/abs/1608.00263
Abstract
A critical question for the field of quantum computing in
the near future is whether quantum devices without error correction
can perform a well-defined computational task beyond the capabilities
of state-of-the-art classical computers, achieving so-called
quantum supremacy. We study the task of sampling from the
output distributions of (pseudo-)random quantum circuits,
a natural task for benchmarking quantum computers. Crucially,
sampling this distribution classically requires a direct numerical
simulation of the circuit, with computational cost exponential
in the number of qubits. This requirement is typical of chaotic
systems. We extend previous results in computational complexity
to argue more formally that this sampling task must take exponential
time in a classical computer. We study the convergence to
the chaotic regime using extensive supercomputer simulations,
modeling circuits with up to 42 qubits - the largest quantum
circuits simulated to date for a computational task that approaches
quantum supremacy. We argue that while chaotic states are
extremely sensitive to errors, quantum supremacy can be achieved
in the near-term with approximately fifty superconducting
qubits. We introduce cross entropy as a useful benchmark of
quantum circuits which approximates the circuit fidelity.
We show that the cross entropy can be efficiently measured
when circuit simulations are available. Beyond the classically
tractable regime, the cross entropy can be extrapolated and
compared with theoretical estimates of circuit fidelity to
define a practical quantum supremacy test.
