Sycamore, le processeur quantique de Google, montre sa « suprématie »
La possibilité d’utiliser l’informatique quantique pour arriver à obtenir des résultats hors de portée de l’informatique classique est appelée « suprématie » et constitue l’avantage théorique de l’informatique quantique depuis le début des recherches sur le sujet. Les résultats de Google ont été rapportés dans Nature.
L’ordinateur quantique Sycamore est entièrement programmable et peut exécuter tout type d’algorithmes quantiques. Après la phase de développement et de test, l’équipe a préparé des applications dans les domaines de la simulation en physique quantique et de la chimie quantique, ainsi que dans l’apprentissage automatique.
L’article indique que le processeur Sycamore, conçu et fabriqué par Google, comprend un réseau bidimensionnel de 54 qubits transmons, chaque qubit étant couplé de manière ajustable à ses quatre plus proches voisins. Les qubits sont disposés dans une damier décalé de 9 sur 6. L’un des progrès décisifs de cette conception d’assemblage qubit est le coupleur ajustable qui contrôle la connexion à chaque voisin le plus proche.
Les qubits sont constitués de jonctions Josephson sur-refroidies avec de l’aluminium pour la métallisation et de l’indium pour des liaisons entre deux plaquettes de silicium. La puce est connectée par fil à une carte de circuit supraconductrice et fonctionne à une température en dessous de 20 mK. Le processeur est connecté à un équipement à la température ambiante qui synthétise les signaux de contrôle et lit l’état des qubits.
à suivre: quelle est la suite?
Des portes à un qubit sont formées en transmettant des impulsions hyperfréquences de 25ns dans un qubit donné. Les chercheurs ont rapporté que ces impulsions sont en résonance avec la fréquence qubit avec le couplage qubit à qubit désactivé. Les portes enchevêtrées à deux qubits sont formées par couplage de qubits voisins qui sont en résonance avec un couplage à 20 MHz pour 12 ns. Cela permet aux qubits d’échanger leurs excitations, selon le journal Nature.
L’article décrit ensuite le test de circuits simplifiés de 12 à 53 qubits – un des qubits de la matrice s’étant avéré ne pas fonctionner correctement. Une fois que le fonctionnement du processeur a pu être vérifié par recoupement avec des simulations classiques, l’équipe a utilisé des circuits durs avec une résolution de 53 qubits et une profondeur croissante, jusqu’à atteindre un point au delà de ce qui était réalisable par le calcul classique .
L’équipe de recherche en a conclut que les processeurs en sur-refroidis sont ainsi entrés dans l’ère de la « suprématie quantique ». Ils ont également déclaré s’attendre à ce que la puissance de calcul quantique croisse à un double taux exponentiel et suive probablement la loi de Moore avec un doublement des performances de calcul tous les deux ou trois ans, mais qu’il faudra prendre en compte la correction d’erreur quantique.
L’architecture Sycamore est compatible avec la correction d’erreurs quantiques, expliquent John Martinis et Sergio Boixo, un duo de scientifiques expérimentés de Google, dans le blog de Google AI. « Nous considérons que notre processeur Sycamore à 54 qubits est le premier d’une série de processeurs quantiques de plus en plus puissants ». Google a annoncé son intention de construire le plus rapidement possible un ordinateur quantique avec correction d’erreur.
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