Il est maintenant prouvé que les ordinateurs quantiques peuvent surpasser les machines classiques – TechCrunch

Le battage publicitaire autour de l'informatique quantique est réel. Toutefois, pour réaliser pleinement les promesses de l’informatique quantique, il faudra encore quelques années de recherche et de percées scientifiques. Et en effet, il reste encore à voir si les ordinateurs quantiques seront à la hauteur de ce battage publicitaire. Aujourd'hui, cependant, nous avons la preuve mathématique qu'il existe vraiment des calculs que les ordinateurs quantiques seront certainement capables de fonctionner plus rapidement que n'importe quel ordinateur classique.

Nous avons aujourd'hui des ordinateurs quantiques avec un nombre très limité de qubits et un temps de cohérence court. Ces limitations limitent la quantité de calculs que vous pouvez effectuer sur ces machines, mais elles permettent tout de même un travail pratique. Sans surprise, les chercheurs sont très intéressés par ce qu’ils peuvent faire avec l’ensemble actuel de machines disponibles. Parce qu'ils ont un temps de cohérence si court avant que le système ne devienne chaotique et inutile pour tout calcul, vous ne pouvez effectuer qu'un nombre relativement réduit d'opérations sur eux. En informatique quantique, on parle de «profondeur» et les systèmes d’aujourd’hui sont considérés comme superficiels.

Science a publié aujourd’hui un article («L’avantage quantique avec les circuits peu profonds») de Sergey Bravyi d’IBM Research, David Gosset de l’Institut d’informatique quantique de l’Université de Waterloo et de Robert König de l’Institut d’études avancées et du Zentrum Mathematik de la Technische Universität München. Dans cet article, les chercheurs démontrent qu'un ordinateur quantique avec une profondeur de circuit fixe est capable de surpasser un ordinateur classique qui s'attaque au même problème, car l'ordinateur classique nécessitera que la profondeur du circuit augmente, tout en restant constante pour l'ordinateur quantique. .

Bien sûr, il y a très peu de choses intuitives sur l’informatique quantique, mais il convient de rappeler que les ordinateurs quantiques sont très différents des ordinateurs classiques.

“QUantum circuits sont ne pas juste fondamentalement la même mais différent de classique circuits », IBM Q Bub Sutor, VP des écosystèmes et de la stratégie, me l'a dit. Circuits classiques, […]elles sont bits, ils sont des zéros et ceux et il y a binaire logique, ET, OU, NON et des choses comme. le très, très de base ensembles de porte, la les types de opérations vous pouvez faire dans quantum sont différent. Wpoule celles-ci qubit sont réellement en fonctionnement, avec ce notion de superposition vous avoir beaucoup, beaucoup plus à fonctionner coude pièce, ne pas juste deux bits. Vous avez réellement une quantité énorme de plus de place ici. »Et c’est cette pièce supplémentaire que vous obtenez, car les qubits peuvent coder n’importe quel nombre, et pas seulement les zéros, ce qui leur permet d’être plus puissants qu'un ordinateur classique pour résoudre le type de problème spécifique abordé par les chercheurs.

Les chercheurs ont posé la question suivante: les circuits quantiques à profondeur constante peuvent-ils résoudre un problème de calcul que les circuits classiques à profondeur constante ne peuvent résoudre? Le problème qu’ils ont décidé d’examiner est une variante du problème bien connu de Bernstein-Vazirani (c’est-à-dire connu parmi les imbéciles de l’informatique quantique). Il n’est pas nécessaire d’entrer dans les détails ici, mais les chercheurs ont montré que même un ordinateur quantique superficiel peut facilement surpasser un ordinateur classique en résolvant ce problème.

«Nous avons essayé de comprendre ce que nous pouvions faire avec un circuit quantique peu profond et nous avons cherché un modèle approprié pour un type de calcul pouvant être effectué sur un appareil quantique à court terme», m'a confié Bravyi. «Notre résultat indique qu'il existe certains problèmes de calcul que vous pouvez résoudre sur un ordinateur quantique avec une profondeur constante. Donc, à mesure que vous augmentez le nombre de bits d'entrée, la profondeur de l'algorithme quantique qui résout le problème reste constante. »Un ordinateur classique à profondeur constante ne peut toutefois pas résoudre ce problème.

Sutor a très vite remarqué qu’il ne fallait pas exagérer l’état actuel de l’informatique quantique ni ce résultat. "Nous essayons d'être extrêmement prudents et honnêtes en disant" c'est ce que les ordinateurs quantiques peuvent faire aujourd'hui "par rapport à ce que les ordinateurs classiques vont faire", m'a-t-il dit. “Et nous faire ce pour une très spécifique raison dans cette cette ce est quelque chose cette volonté jouer en dehors plus de la suivant Trois à cinq années et décennies – Probablement décennies. ”Mais ce résultat montre qu’il vaut la peine d’explorer des algorithmes quantiques.

Comme le note Sutor, «il reste toujours cette question fondamentale, à savoir« pourquoi vous dérangez-vous? » faire quelque chose jusqu'à ce qu'il le fasse. "Il y a une stratégie à suivre, mais il y aura peu de virages à gauche et de virages à droite."