L’ordinateur quantique serait-il la nouvelle lubie des grands de l’internet ?

Intégrer la physique quantique dans l’informatique rendrait possible des résolutions d'algorithmes qui prendraient aujourd’hui plusieurs dizaines d’années. Google rentre désormais dans le jeu en embauchant un des scientifiques les plus qualifiés du domaine.

Pour accélérer les recherches du Quantum Artificial Intelligence Labs, partenaire de la NASA, Google a décidé de mettre la main sur une équipe de recherche dirigée par John Martinis, de l’université de Santa Barbara en Californie. L’occasion de revenir sur l’avancée de la recherche dans le domaine, puisqu’une partie de la communauté scientifique espère que l’engagement de Google dans l’établissement d’un ordinateur quantique soit un signe positif envoyé à l’industrie informatique. Déjà en 2012, le PDG d’Amazon, Jeff Bezos, et la CIA faisaient part d’un intérêt croissant pour la construction d’un ordinateur inaugurant une nouvelle génération, en investissant dans la startup canadienne D-Wave Systems. Le but affiché de Google est quant à lui de travailler sur un ordinateur plus perfectionné encore, doté d’un processeur 1000 qubits (1Gb), là où, aujourd’hui, les seuls processeurs stables évoluent à 5 qubits de puissance.

Un nouveau paradigme pour accélérer la puissance de calcul

D-Wave Systems, depuis huit ans, travaille avec des fonds de provenances diverses, de Jeff Bezos à la CIA pour le compte du département d’intelligence In-Q-Tel, à hauteur de 30 millions de dollars. Pour sa part, Google a aussi voulu utiliser un ordinateur D-Wave depuis 2011 mais est resté prudent sur ses conclusions avant de se lancer, à son tour, dans l’aventure quantique. Une réelle course à la montre a donc commencé entre les géants de l’internet américain pour atteindre en premier l’étape supérieure du calcul informatique. Depuis quelques années, les possibilités de l’informatique quantique ont des retentissements dans le monde scientifique, avec le Nobel de physique 2012 donné à deux spécialistes du domaine, mais aussi dans l’entrepreneuriat, où Rigetti Computing (incubé chez "Y-Cominator") promet de commercialiser des processeurs quantiques dans les années à venir. Autre exemple, la startup QxBranch utilise ainsi un des rares ordinateurs quantiques disponibles pour optimiser des stratégies financières à Hong Kong. Mais si les promesses, qui restent très théoriques, font miroiter, par exemple, la naissance d’une intelligence artificielle d’un niveau encore jamais atteint, des questions aussi fondamentales que l’architecture de l’ordinateur quantique restent néanmoins toujours en suspend.

Google peut faire changer le regard de la communauté scientifique

En dépit de tous les efforts déployés, l’instabilité intrinsèque de la manipulation quantique complique la construction d’unité centrale pouvant assurer des calculs stables. En effet, une tâche informatique, pour un ordinateur classique, ordonne aux bits – unités de bases – de prendre la valeur 0 ou 1. Or dans le cas d’un ordinateur quantique, les bits peuvent être en état de suspension entre le 0 et le 1 pendant quelques microsecondes. L’effet immédiat de cette "suspension" entre deux états est d’accélérer considérablement la puissance de calcul car l’ordinateur explore tous les états possibles d’un calcul avant de choisir le meilleur d’entre eux. Pour l’instant, le D-Wave II utilise une puce de 512 bits qui a le défaut d’être construite pour résoudre une seule tâche bien précise (la résolution d’algorithme). L’ordinateur ne résout donc qu’un certain type de problème : celui de sélectionner la meilleure alternative dans une situation où plusieurs variables entrent en jeu, comme le choix d’un itinéraire routier. Face à cette impasse, Google a donc décidé de s’offrir les service de l’informaticien John Martinis, avec la promesse qu’une stratégie alternative est possible. En effet, avant d’arriver chez Google, ce dernier a construit un des systèmes les plus robustes aujourd’hui, pouvant manipuler sans bugs une petite quantité de qubits. Son laboratoire de Santa Barbara à annoncer avoir réussi à manipuler cinq bits avec un taux d’erreur non-significatif (c’est-à-dire suffisamment faible). Aussi, ils arrivent à faire « suspendre » l’état définitif d’un bit sur 30 microsecondes. Manipuler cinq bits fait de l’ordinateur quantique un calculateur aussi bon que le standard scientifique aujourd’hui. Pour utiliser toutes les potentialités en termes de calcul de la physique quantique, avec les découvertes scientifiques à la clé, il faudrait qu’une unité centrale puisse manipuler plusieurs dizaines de milliers de qubits.