Une première application concrète pour le calculateur quantique de Google ? Le géant américain dit être parvenu à simuler une réaction chimique en utilisant un ordinateur quantique. Ce calcul, dont les détails ont été publiés dans la revue Science le 27 août, atteint une précision encore inédite, notamment au niveau des interactions moléculaires. Surtout, il démontre les capacités d’une approche hybride du calcul quantique.
La firme est parvenue à démontrer "des résultats aussi bons avec un calculateur quantique qu’avec un ordinateur classique", analyse Christophe Jurczak, docteur en physique quantique et co-fondateur du fonds d’investissement spécialisé Quantonation. Une première dans le domaine de la simulation. "C’est un grand pas vers une application du calcul quantique dans la chimie, la pharmacie et la recherche de nouveaux matériaux, continue-t-il. Bien que ce ne soit pas pour tout de suite."
Symbiose matériel logiciel
La simulation effectuée sur 12 qubits porte sur une molécule de diimide, composée de deux atomes d’hydrogène et deux de nitrogène. "La molécule simulée est relativement petite et ne permet pas d’application concrète immédiate, continue Christophe Jurczak. Mais cette preuve de concept relève d’un grand progrès, au niveau de la précision de la simulation mais surtout de la méthode de calcul."
"La publication dans Science démontre un réel travail sur l’association du matériel et du logiciel, sur l’algorithme et sur la gestion d’erreur des qubits, souligne Christophe Jurczak. Les chercheurs n’ont pas simplement assemblé des qubits, mais un ensemble cohérent. Ce travail sur toutes les couches du calculateur est une nouveauté."
Le futur ? Le calcul hybride
Un travail d’ensemble qui ne se limite pas aux technologies quantiques. Le dispositif intègre un ordinateur conventionnel, utilisant de l’apprentissage machine pour évaluer les calculs en continu et affiner chaque étape de simulation quantique. "Google fait la démonstration du calcul hybride avec un petit ordinateur, explique le physicien. La prochaine étape est d’associer le calcul quantique à des supercalculateurs."
Ainsi, un calculateur quantique de plusieurs centaines de qubits – bien au-delà des 56 qubits de Sycamore, la machine la plus puissante de Google – associé à un supercalculateur pourrait permettre d’atteindre à moyen terme l’avantage quantique tant recherché par la firme et ses concurrents, IBM et Honeywell en tête. Il serait par exemple capable de simuler précisément des molécules plus complexes.
"L’hybridation est un concept fondamental dans le développement de l’ordinateur quantique, insiste Christophe Jurczak. Cela permet d’identifier les calculs où les qubits apportent le plus de valeur et de laisser le supercalculateur faire le reste." Cette approche pourrait s'avérer pertinente pour réaliser des calculs très complexes de manière plus rapide, moins coûteuse et moins énergivore. Et de donner au calcul quantique ses premières applications concrètes.
September 09, 2020 at 12:00PM
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La simulation quantique d'une molécule par Google, une première à plus d'un titre - Technos et Innovations - L'Usine Nouvelle
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