Avant que l’ère quantique ne puisse officiellement commencer, les scientifiques doivent d’abord prouver que les ordinateurs quantiques peuvent offrir des avantages par rapport aux ordinateurs classiques d’aujourd’hui, c’est pourquoi des chercheurs d’IBM ont récemment mené une expérience pour faire exactement cela.
Selon un nouvel article de blog d’IBM Quantum, les chercheurs de la société ont, pour la première fois, rapporté une preuve simultanée ainsi qu’une vérification expérimentale d’un nouveau type d’avantage quantique. Plus précisément, ils ont montré que même les qubits bruyants d’aujourd’hui offrent « plus de valeur que les bits en tant que support de stockage pendant les calculs ».
L’équipe quantique d’IBM pense le calcul en termes de circuits et au début d’un circuit, il y a un certain nombre de bits classiques ou quantiques. Ces bits sont mis à une valeur initiale, puis le circuit progresse vers l’avant à travers un programme écrit par l’utilisateur, composé de portes. Alors que différentes portes ont des effets différents sur ces bits, la sortie de ce type de circuit est un ensemble de zéros et de uns à la fois dans le cas classique et quantique.
En ce qui concerne les ordinateurs classiques, ces bits sont des commutateurs qui peuvent être activés ou désactivés et qui interagissent à l’intérieur de portes qui basculent des commutateurs en fonction des entrées de cette porte. Les bits ou qubits quantiques peuvent cependant prendre une combinaison de ces deux positions de commutateur et les portes quantiques créent des états qui incorporent toutes les combinaisons possibles de positions de commutateur.
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Démontrer l’avantage
Dans leur nouvel article académique publié dans Nature Physics intitulé «Avantage quantique pour les calculs avec un espace limité”, Les chercheurs d’IBM Quantum ont entrepris de prouver l’avantage des ordinateurs quantiques par rapport aux ordinateurs classiques.
Pour ce faire, ils ont mis en place une expérience utilisant des circuits limités à l’utilisation de portes à deux entrées et limités à l’utilisation d’un bit d’espace de calcul/scrap pour répondre à la question : « Comment la puissance de calcul diffère-t-elle lorsqu’un ordinateur a accès à l’espace de espace de grattage quantique ? ».
Les chercheurs d’IBM ont ensuite prouvé dans leur article qu’il existe des fonctions qu’un ordinateur classique restreint ne peut pas calculer, mais qu’un ordinateur quantique restreint peut le faire. Pour ce faire, ils ont opposé un véritable ordinateur quantique à un ordinateur classique.
Afin d’augmenter les capacités de calcul de l’ordinateur classique utilisé dans leur expérience, les chercheurs l’ont armé d’un accès à des portes booléennes aléatoires. Cependant, même avec l’accès à ce caractère aléatoire, l’ordinateur classique n’était encore capable de réussir que 87,5% du temps alors qu’un ordinateur quantique parfait et silencieux serait capable de réussir 100% du temps selon les conclusions de l’article d’IBM.
Alors que les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui sont trop bruyants pour obtenir ce genre de résultat parfait, les chercheurs d’IBM Quantum ont quand même réussi à atteindre un taux de réussite de 93 % et à battre le système classique lors de la réalisation de l’expérience dans la vie réelle en calibrant des portes d’enchevêtrement spéciales pour effectuer ces circuits plus efficacement.
