Cette semaine, dans un article publié dans la revue Nature, Google a annoncé que « les résultats d'une expérience réalisée sur l'ordinateur quantique Sycamore de Google démontrent que les conceptions théoriques de l'informatique quantique peuvent fonctionner comme prévues ». Formuler le problème était déjà le premier obstacle. L'équipe de recherche de Google a finalement décidé d’évaluer la capacité de l'ordinateur Sycamore à exécuter une opération d’échantillonnage d'un circuit quantique pseudo-aléatoire par rapport à un supercalculateur moderne et classique. Si ce défi informatique paraît relativement simple pour Sycamore, il est extrêmement difficile pour un supercalculateur équipé de puces au silicium traditionnelles.

« Parce que les circuits aléatoires n’ont pas de structure exploitables par les algorithmes classiques, l'émulation de tels circuits quantiques nécessiterait un effort énorme pour un supercalculateur classique », ont déclaré dans un blog officiel John Martinis et Sergio Boixo, les responsables de l'équipe de recherche. Cependant, le design de Sycamore simplifie considérablement le processus. L'ordinateur quantique est constitué d’un réseau bidimensionnel de 54 qubits appelés « transmons », disposés dans un réseau rectangulaire de telle sorte que chaque qubit est connecté à ses quatre voisins les plus proches. Selon les chercheurs, cela signifie que Sycamore est capable de changer les valeurs de ses bits sur l'ensemble du processeur beaucoup plus rapidement qu'un ordinateur classique peut traiter les 1 et les 0, ce qui change fondamentalement la façon dont le système traite l'information.

Une suprématie immédiatement contestée 

 Google qualifie l'expérience de « suprématie quantique », car elle démontre que Sycamore et les ordinateurs qui en découleront, seront capables de radicalement surpasser les ordinateurs classiques dans certains types de traitement. Même si les calculs effectués dans le cadre de l'expérience ne sont pas particulièrement utiles en soi, le CEO de Google, Sundar Pichai, a déclaré à la Technology Review du MIT que l’expérience ressemblait au premier vol des frères Wright à Kitty Hawk. « Le premier avion n'a volé que pendant 12 secondes, et il n'y a donc pas d'application pratique à cela », a-t-il déclaré. « Mais ils ont prouvé qu'un avion pouvait voler ». Les chercheurs ont toutefois déclaré que, selon eux, la puissance de calcul des ordinateurs quantiques augmenterait à un rythme doublement exponentiel, et que les usages réels de la technologie n'étaient pas loin. Ils souhaitent aussi travailler avec le milieu universitaire et le secteur privé pour développer l'informatique quantique.

Certains fournisseurs, comme IBM notamment, ont contesté les affirmations de Google. Le rival de Google a déclaré dans un article de blog, en réponse à une version préliminaire de l'article, fuitée sur le web avant sa parution dans Nature, que le rapport comparatif présenté était excessif et que les chercheurs de Google n'avaient pas pris en compte toutes les capacités des supercalculateurs modernes. « Nous pensons que, dans des conditions de simulation idéale, il est possible de réaliser la même tâche sur un système classique en deux jours et demi et avec une précision bien plus grande », a écrit l'équipe IBM. « Nous invitons la communauté à accueillir avec une grande prudence l’annonce selon laquelle, pour la première fois, un ordinateur quantique fait quelque chose qu'un ordinateur classique ne peut pas faire en raison de la complexité de l'analyse comparative et de l’obtention d’une mesure appropriée ».