Des entreprises comme IBM et D-Wave ont déjà construit des ordinateurs quantiques. Mais l’approche choisie par les chercheurs chinois pour développer leur machine quantique est différente. En effet, leur solution fait intervenir des photons multiples et permettrait à leur machine de dépasser les capacités de calcul des ordinateurs actuels. L'architecture quantique de calcul élaborée par les chercheurs est basée sur l'échantillonnage et l’intrication de cinq photons. Plus évoluée que celle des systèmes antérieurs - elle était basée sur un échantillonnage à un seul photon – cette architecture est, selon les chercheurs, jusqu'à 24 000 fois plus rapide que l’architecture précédente. Les chercheurs chinois ont fabriqué eux-mêmes les composants nécessaires pour effectuer l'échantillonnage de bosons. Théorisé depuis longtemps, ce mode d’échantillonnage est considéré comme un moyen simple de construire un ordinateur quantique. L'architecture développée par les chercheurs permet d’inclure un grand nombre de photons, ce qui augmente la vitesse et l'échelle du traitement informatique.

La Chine cherche à être autosuffisante et renforce en conséquence son arsenal technologique. Déjà, grâce à des puces fabriquées localement, son ordinateur TaihuLight est le plus rapide du monde. En 2014, la Chine avait déclaré qu'elle dépenserait 150 milliards de dollars pour développer ses propres semi-conducteurs afin d’équiper les PC et les mobiles produits sur place. Plus tôt cette année, les États-Unis craignant que le marché ne soit inondé par des puces chinoises à bas coût, ont accusé la Chine de manipuler le marché des semi-conducteurs à son avantage. On ne sait pas très bien si l’ordinateur quantique est une priorité pour les dirigeants chinois. Mais les progrès rapides accomplis par ses chercheurs inquiètent d’autres pays, et notamment les États-Unis. En effet, si la Chine parvenait à se doter d’un ordinateur quantique ultra rapide, elle pourrait réaliser des progrès conséquents dans des domaines comme le développement d'armes, où la capacité de calcul est un facteur déterminant. Néanmoins, il faudra encore beaucoup de temps avant que le pays ne parvienne à construire un véritable ordinateur quantique opérationnel. Car si son prototype est capable de faire des choses très spécifiques, il est encore loin de pouvoir exécuter n’importe quelle tâche.

Dépasser les limites des serveurs actuels

La recherche sur les ordinateurs quantiques suscite de plus en plus d’intérêt en raison des limitations technologiques auxquelles sont confrontés les serveurs actuels. Il devient de plus en plus difficile désormais de réduire la taille des puces. Cet obstacle représente aussi un frein à la baisse du coût des ordinateurs en contrepartie d’une vitesse plus élevée. S'ils tiennent leurs promesses, les ordinateurs quantiques, fondamentalement différents des ordinateurs utilisés aujourd'hui, assureront la relève. Les bits des ordinateurs actuels sont stockés sous forme de 0 et de 1, alors que les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, ou bits quantiques, qui peuvent prendre plusieurs états simultanément. Grâce au parallélisme, les qubits sont capables de réaliser beaucoup plus de calculs simultanément. Mais les qubits sont fragiles et hautement instables et peuvent facilement se décomposer au moment de l’intrication, un terme technique utilisé pour désigner l’interaction entre les qubits. Et en cas de panne, un système quantique entrainerait une forte instabilité des processus informatiques.

L'ordinateur quantique chinois est composé d’un système à photon basé sur des points quantiques (des atomes artificiels), des démultiplexeurs, des circuits photoniques et des détecteurs. Il existe de multiples façons de construire un ordinateur quantique, y compris en utilisant des qubits avec des capacités supraconductrices, ce que fait par exemple D-Wave Systems. À l’instar du système mis au point par les chercheurs chinois, la méthode de recuit quantique de D-Wave permet aussi de construire simplement un ordinateur quantique, mais sa solution pas idéale pour développer un ordinateur quantique universel. IBM dispose déjà d'un ordinateur quantique à 5 quits que le constructeur a même déployé dans le cloud. Désormais, le constructeur cherche à développer un ordinateur quantique universel en utilisant des qubits supraconducteurs, mais il s’appuie sur modèle différent pour stabiliser ses systèmes. Microsoft s’est également mis en quête d’un nouvel ordinateur quantique basé sur un calcul quantique topographique et une particule encore inconnue appelée anyons non abéliens. Toujours à la recherche de l’ordinateur du futur, la Chine a également développé une puce neuromorphique appelée Darwin.