Google Quantum AI a publié le 24 mars une annonce détaillant l’extension de son programme de recherche à l’informatique quantique à atomes neutres, une technologie qui utilise des atomes individuels comme unités de traitement (qubits).
Dans le texte, l’entreprise se dit « de plus en plus convaincue » que les ordinateurs quantiques commercialement pertinents basés sur la technologie supraconductrice Ils seront disponibles avant la fin de cette décennie. C’est la première fois que Google fixe un horizon temporel aussi précis sur cet objectif.
L’annonce a été signée par Hartmut Neven, fondateur et leader de Google Quantum AI, qui dirige le développement de qubits supraconducteurs depuis plus d’une décennie. Sous sa direction, l’équipe a franchi des étapes importantes telles que la démonstration de performances dépassant les capacités classiques, la correction des erreurs quantiques et l’avantage quantique vérifiable avec la puce Willow.
La raison de cette confiance dans ce laps de temps est concrète : Google a déjà résolu deux des problèmes les plus difficiles sur le chemin des ordinateurs quantiques utiles :
- La première consiste à démontrer qu’un ordinateur quantique peut surpasser les ordinateurs classiques dans des tâches spécifiques, ce qu’ils ont réalisé avec leur puce Sycamore en 2019.
- Le deuxième est la correction d’erreurs, un obstacle crucial car les qubits sont intrinsèquement instables et sujets aux pannes. Avec Willow, Google a démontré qu’il pouvait détecter et corriger de telles erreurs sans détruire les informations quantiques au cours du processus.
Une fois ces deux problèmes surmontés, le défi qui reste à relever est celui de l’ingénierie : faire évoluer les systèmes jusqu’à des dizaines de milliers de qubits tout en maintenant la qualité de fonctionnement. C’est précisément cette avancée qui amène Google à établirpour la première fois, un délai public pour disposer de systèmes commercialement pertinents.
Il convient de préciser que lorsque Google parle d’ordinateurs « commercialement pertinents », ne fait pas référence à des équipements prêts pour le marché de massemais à des systèmes capables de résoudre des problèmes d’une réelle valeur pour des industries telles que la pharmacie, la chimie computationnelle ou la finance, tâches qui sont aujourd’hui hors de portée de tout ordinateur classique.
Deux technologies pour y arriver plus vite
La décision d’incorporer des atomes neutres répond précisément à ce défi d’échelleet c’est là que la stratégie consistant à miser sur deux technologies simultanées prend tout son sens. Les qubits supraconducteurs, qui sont la marque de fabrique de Google depuis des années, peuvent exécuter des circuits très profonds avec des cycles aussi courts que la microseconde. Ils sont rapides et Google a des années d’expérience dans leur fabrication, mais augmenter leur quantité jusqu’à des dizaines de milliers sans perte de qualité reste un défi de fabrication et de contrôle.
Les atomes neutres fonctionnent différemment : au lieu de circuits gravés dans des puces de silicium refroidies à des températures proches du zéro absolu, ils utilisent des lasers pour piéger et manipuler des atomes individuels dans le vide. Cela leur permet d’augmenter plus facilement le nombre de qubits. — des arrangements d’environ dix mille ont déjà été réalisés — et disposent d’une connectivité flexible qui permet à n’importe quel qubit d’interagir avec un autre, ce qui simplifie certains algorithmes et codes de correction d’erreurs. Son inconvénient est la vitesse : ses cycles se mesurent en millisecondes, mille fois plus lents que les supraconducteurs.
En termes pratiques, Google décrit cette différence en disant que les qubits supraconducteurs sont plus faciles à mettre à l’échelle. dans la dimension du temps – profondeur de calcul – tandis que les atomes neutres sont plus faciles à mettre à l’échelle dans la dimension de l’espace, c’est-à-dire en nombre de qubits. Le fait que les deux technologies progressent en parallèle signifie que Google peut s’attaquer au problème d’échelle sur deux fronts, en accélérant le calendrier global et en proposant des plates-formes adaptées à différents types de problèmes commerciaux.
Pour diriger les travaux expérimentaux avec des atomes neutres, Google a embauché le Dr Adam Kaufman, physicien à l’Université du Colorado à Boulder et membre de l’Institut JILA. Kaufman conservera son affiliation universitaire tout en dirigeant la nouvelle équipe de matériel informatique à Boulder, au Colorado, une région reconnue comme centre mondial de physique atomique et moléculaire. Google travaille également avec QuEra, une société de son portefeuille qui a développé des méthodes fondamentales de calcul avec des atomes neutres.
Ce que cela signifie pour la cryptographie
Cette avancée a des implications directes pour les protocoles de cryptage qui protègent les transactions sur les réseaux de crypto-monnaie. L’équipe de Google a mis en garde contre la vulnérabilité du chiffrement actuel aux progrès de l’informatique quantique.
La cryptographie qui protège les portefeuilles Bitcoin et autres crypto-monnaies est basée sur des problèmes mathématiques qui prendraient des milliers d’années à résoudre aux ordinateurs classiques. Un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait le faire en quelques heures ou minutesce qui fait que l’horizon avant 2030 est évoqué par Google comme une référence concrète pour l’écosystème des cryptomonnaies.
L’industrie discute depuis des années de la migration vers la cryptographie post-quantique, mais la plupart des grands réseaux n’ont pas encore mis en œuvre de normes résistant à ce type d’attaques. L’avancée de Google ne représente pas une menace immédiate, mais elle réduit le temps dont dispose l’écosystème pour effectuer cette transition.
