Le laboratoire Quantum AI de Google a récemment réalisé une percée majeure et a lancé une nouvelle puce informatique quantique, Willow. La puce a réalisé des améliorations significatives en matière de correction d’erreurs quantiques et de performances informatiques, marquant une avancée majeure dans la pratique de l’informatique quantique. Willow a réussi pour la première fois une correction d'erreur quantique « inférieure au seuil », résolvant un problème central qui tourmente le domaine depuis près de 30 ans, et a obtenu une diminution exponentielle des taux d'erreur en élargissant l'échelle du réseau de qubits. Cela fournit des preuves solides en faveur de la construction d’ordinateurs quantiques pratiques à grande échelle et indique également que l’ère de l’informatique quantique approche.
Google Quantum AI Laboratory a récemment annoncé le lancement de sa dernière puce de calcul quantique Willow, qui a réalisé des percées majeures dans deux domaines clés de la correction des erreurs quantiques et des performances informatiques, franchissant ainsi une étape clé vers l'informatique quantique pratique.
L'avancée la plus importante de Willow est la première réalisation d'une correction d'erreur quantique « en dessous du seuil », résolvant un défi majeur qui tourmente le domaine de l'informatique quantique depuis près de 30 ans. L'équipe de recherche a montré dans un article publié dans le magazine Nature qu'en utilisant davantage de qubits, le taux d'erreur du système diminuait de façon exponentielle.
Dans des expériences spécifiques, les chercheurs ont testé respectivement des matrices de qubits 3×3, 5×5 et 7×7. À mesure que la taille du tableau augmente, le taux d’erreur est réduit de moitié à chaque fois. Cette réalisation marque la naissance du premier système prototype de qubits logiques véritablement évolutif et fournit des preuves solides pour la construction d’ordinateurs quantiques pratiques à grande échelle.
Julian Kelly, directeur de Quantum Hardware, présente Willow et ses réalisations révolutionnaires en vidéo
Des performances informatiques étonnantesDans le test RCS (Random Circuit Sampling), Willow a démontré des avantages étonnants en termes de performances. Il a effectué un calcul en moins de 5 minutes, alors que les supercalculateurs les plus rapides d'aujourd'hui auraient besoin de 10 quadrillions d'années (10 puissance 25 ans) pour effectuer le même calcul, ce qui est bien plus long que l'âge de l'univers.
La puce Willow est fabriquée dans l'usine de fabrication de puces quantiques dédiée de Google à Santa Barbara et possède 105 qubits. La puce a atteint le meilleur niveau de l'industrie dans de nombreux indicateurs clés. Parmi eux, le temps T1 du qubit (le temps nécessaire pour maintenir l'état quantique) est proche de 100 microsecondes, soit environ 5 fois plus élevé que celui du produit de la génération précédente. .
La prochaine étape vers la praticitéLe fondateur de Google Quantum AI Lab a déclaré que le prochain objectif de l'équipe est de réaliser la première « application pratique utile du calcul qui va au-delà des ordinateurs classiques ». Ils pensent que la génération de puces de Willow devrait contribuer à atteindre cet objectif. Les domaines d'application potentiels comprennent :
découverte d'un nouveau médicament
Conception optimisée des batteries de véhicules électriques
Recherche sur la fusion nucléaire
Développement de nouvelles énergies
Pour promouvoir le développement de l'informatique quantique, Google a également lancé des logiciels open source et des ressources pédagogiques, notamment de nouveaux cours sur la plateforme Coursera pour aider les développeurs à apprendre les bases de la correction des erreurs quantiques et à explorer conjointement les futurs scénarios d'application de l'informatique quantique.
Cette avancée majeure démontre l’énorme potentiel de l’informatique quantique dans la résolution de problèmes complexes et offre également de nouvelles possibilités pour le développement futur de l’intelligence artificielle et d’autres domaines. Google a déclaré que l'informatique quantique deviendra un outil indispensable pour collecter des données de formation qui ne peuvent pas être obtenues par les ordinateurs traditionnels, optimiser des architectures d'apprentissage spécifiques et simuler des systèmes à effet quantique.
Le succès de la puce Willow de Google indique non seulement que la technologie informatique quantique est sur le point d'entrer dans une nouvelle étape de développement, mais démontre également son énorme potentiel pour résoudre les défis mondiaux. À l’avenir, l’informatique quantique jouera un rôle de plus en plus important dans de nombreux domaines tels que la recherche et le développement de médicaments, la science des matériaux et l’intelligence artificielle.