Google confirme son intention de présenter le premier ordinateur quantique de 49 qubits au monde
Avant la fin de cette année

Le , par Christian Olivier, Rédacteur
En 2014, Google a embauché le physicien John Martinis pour mettre au point ses puces quantiques. L’entreprise technologique était décidée à se doter d’un ordinateur quantique capable de surpasser les performances de n’importe quel supercalculateur classique et de démontrer de manière certaine la « suprématie quantique ». Martinis et son équipe ont commencé par concevoir des puces « relativement basiques » capables de manipuler les données selon les principes de la physique quantique. « Nous pensons que nous sommes prêts pour cet exploit, nous pouvons le faire maintenant », a dit Martinis.

Un ordinateur quantique utilise les propriétés quantiques de la matière, telles que la superposition et l’intrication afin d’effectuer des opérations sur des données. À la différence d’un ordinateur classique basé sur des transistors et qui travaille sur des données binaires (codées sur des bits, valant 0 ou 1), le calculateur quantique travaille sur des qubits dont l’état quantique peut posséder plusieurs valeurs. Ses caractéristiques devraient lui permettre de décupler ses performances de calcul.

Jusque-là, les chercheurs n’ont réussi à manier qu’un nombre limité de qubits. Au début de ses recherches, l’équipe de scientifiques de Google a réussi à créer le prototype d’une puce quantique d’un qubit baptisé transmon qui était basée sur des circuits supraconducteurs. En 2015, Google a publié les résultats d’une puce ayant neuf qubits arrangés en une seule ligne. Mais tout s’est accéléré à partir de 2016, lorsque Google s’est fixé l’objectif très ambitieux de construire, avant la fin de l’année 2017, un ordinateur quantique composé de 49 qubits. En effet, pour qu’un processeur quantique commence à trouver une certaine utilité, il devrait au minimum être doté de plus de 50 qubits. La firme de Mountain View a récemment confirmé que son projet est toujours d’actualité, en voie d’exécution et qu’elle compte bien le mener à son terme.

Lors d’une conférence qui se tenait à Munich en Allemagne, Alan Ho, un ingénieur du laboratoire d’intelligence artificielle quantique de Google, a expliqué que la société technologique travaillait déjà sur un système de calcul quantique de 20 qubits offrant une « fidélité sur deux qubits » de 99,5 %. Cet indice représente le taux d’erreurs susceptible d’être généré par le processeur. Plus ce taux est élevé, plus la fiabilité des résultats des calculs est importante. Il est important de signaler que les qubits de nature sont très instables et sensibles aux perturbations externes (température, champs magnétiques…). À cause de cela, concevoir un système de correction d’erreurs efficace et fiable demeure un sérieux défi à relever pour les pionniers de ce domaine.

La prochaine étape pour l’équipe d’Alan Ho consistera à créer une puce de 49 qubits avec un taux de fidélité sur deux qubits de 99,7 %. C’est avec ce système que Google entend démontrer la supériorité de l’informatique quantique, sur un calcul qui reste trop complexe pour les superordinateurs classiques : la simulation du comportement d’un arrangement aléatoire de circuits quantiques. Selon Alan Ho, cette étape sera franchie avant la fin de l’année.

Google et IBM sont actuellement les deux sociétés qui semblent les plus avancées dans le domaine de la recherche et de l’informatique quantique. Mais la firme de Mountain View semble avoir pris une longueur d’avance sur son concurrent IBM avec sa dernière annonce. IBM a dévoilé au mois de mai son ordinateur quantique le plus performant (17 qubits) qui devrait servir de base aux systèmes quantiques qu’IBM projette de commercialiser dans le cadre de son initiative IBM Q. Tout comme Google, IBM est déterminée à produire dès que possible des systèmes quantiques encore plus performants. D’autres solutions limitées ont également été développées par D-Wave, mais jusque-là, tout ce qu’elles peuvent réaliser est à la portée des calculateurs classiques.

Source : APS, SupInfo, New Scientist

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Avatar de CodeurPlusPlus CodeurPlusPlus - Membre chevronné https://www.developpez.com
le 30/06/2017 à 13:19
Les ordinateurs quantiques... même avec les explications de "Science étonnante", je ne comprends pas comment ça marche :

Avatar de Pierre.dupuy Pierre.dupuy - Membre habitué https://www.developpez.com
le 30/06/2017 à 13:43
Citation Envoyé par CodeurPlusPlus Voir le message
Les ordinateurs quantiques... même avec les explications de "Science étonnante", je ne comprends pas comment ça marche :

A moins d'être spécialiste de la physique quantique c'est compliqué de comprendre en détail le fonctionnement de ces ordinateurs. Ce que j'en ai retenu (merci de me corriger si nécessaire :
1) la puissance d'un ordinateur quantique croit exponentiellement en fonction du nombre de quBits
2) la logique booléenne ne s'applique pas pour les ordinateurs quantique, il faut utiliser une logique alternative. Aujourd'hui ce qui freine l'avancé des ordinateurs quantique c'est le développement de cette logique
3) l'ordinateur quantique sera incapable de résoudre certain problèmes résoluble via la logique booléenne. Mais sera incomparablement plus rapide pour d'autre d'autres.

J'attend de voir quelle sera l'utilité pratique de ces ordinateurs, et j’espère qu'il ne sera pas en mesure de casser tout les algorithmes de chiffrement.
Avatar de Grimly Grimly - Membre averti https://www.developpez.com
le 30/06/2017 à 15:52
Citation Envoyé par Pierre.dupuy Voir le message
A moins d'être spécialiste de la physique quantique c'est compliqué de comprendre en détail le fonctionnement de ces ordinateurs. Ce que j'en ai retenu (merci de me corriger si nécessaire :
1) la puissance d'un ordinateur quantique croit exponentiellement en fonction du nombre de quBits
2) la logique booléenne ne s'applique pas pour les ordinateurs quantique, il faut utiliser une logique alternative. Aujourd'hui ce qui freine l'avancé des ordinateurs quantique c'est le développement de cette logique
3) l'ordinateur quantique sera incapable de résoudre certain problèmes résoluble via la logique booléenne. Mais sera incomparablement plus rapide pour d'autre d'autres.

J'attend de voir quelle sera l'utilité pratique de ces ordinateurs, et j’espère qu'il ne sera pas en mesure de casser tout les algorithmes de chiffrement.
1) Plus ou moins. Ajouter un quBit multiplie par 2 la complexité des problèmes qui peuvent être résolus mais n'accélère pas ceux qui le sont déjà.
2) Pour faire fonctionner un ordinateur quantique, il faut pouvoir utiliser des quBits que l'on souhaite lier entre eux tout en les isolant de l'environnement (dont nous même avec notre lecture du résultat) qui peut les perturber. La limite est justement ce nombre de quBits qu'il faut manipuler et isoler en même temps.
3) Un ordinateur quantique est utilisable pour effectuer de la logique booléen si on paramètre chaque quBit avec un état de probabilité 1 et qu'on applique notre algorithme. Cependant, cela est très lent comparé à nos ordinateurs actuels.

Nos algorithmes de chiffrement s'appuient sur l'idée qu'il est difficile de factoriser un nombre. Un ordinateur quantique à 49 qubits sera capable de décomposer une clé de chiffrement de 49 bits.
Aujourd'hui nous utilisons généralement des clés de 2048 bits donc la marge existe encore. Mais si la loi de Moore s'applique aux ordinateurs quantiques, le chiffrement deviendra effectivement inefficace d'ici une 10aine d'année.
Avatar de DonQuiche DonQuiche - Expert confirmé https://www.developpez.com
le 02/07/2017 à 22:09
Citation Envoyé par Pierre.dupuy Voir le message
A moins d'être spécialiste de la physique quantique c'est compliqué de comprendre en détail le fonctionnement de ces ordinateurs. Ce que j'en ai retenu (merci de me corriger si nécessaire :
1) la puissance d'un ordinateur quantique croit exponentiellement en fonction du nombre de quBits
2) la logique booléenne ne s'applique pas pour les ordinateurs quantique, il faut utiliser une logique alternative. Aujourd'hui ce qui freine l'avancé des ordinateurs quantique c'est le développement de cette logique
3) l'ordinateur quantique sera incapable de résoudre certain problèmes résoluble via la logique booléenne. Mais sera incomparablement plus rapide pour d'autre d'autres.
Un qbit c'est un vecteur à deux dimensions contenant deux bits. Deux qbits c'est un vecteur de 4 bits.

Donc si tu as 49 qbits, tu peux faire des opérations sur 2^49 bits à la fois à chaque cycle ! Autrement dit des opérations sur 500 To à chaque cycle.

Par exemple pour une recherche de chemins, tu vas utiliser tes 49 qbits pour stocker l'ensemble des n-uplets décrivant les trajets connus : (id source, id destination, longueur).
Puis tu itères en calculant à chaque itération tous les trajets composés de deux sous-trajets (trajet source, trajet destination, longueur), en quelques cycles seulement à chaque fois.
Tu t'arrêtes une fois que l'un des cycles correspond aux ids cherchées, et tu retournes la longueur.

Le seul bémol est qu'un cycle dure es beaucoup plus lent que sur un processeur normal. Du coup ça n'est effectivement pas efficace pour n'importe quoi, tout comme un GPU est trop lent pour les tâches CPU.
Avatar de ParseCoder ParseCoder - Membre habitué https://www.developpez.com
le 03/07/2017 à 14:22
Vu l'intérêt de Google pour l'IA on peut être sûr qu'ils chercheront à tirer parti des ordinateurs quantiques pour faire du machine learning/deep learning. Mais je ne sais pas si 49 qbits sera suffisant
Avatar de Bruno PICART Bruno PICART - Nouveau membre du Club https://www.developpez.com
le 07/07/2017 à 0:19
Si je comprends bien, les solutions maison AES-512 ou 1024 ont encore de beaux jours devant elles.
Ouf !
Avatar de Christian Olivier Christian Olivier - Rédacteur https://www.developpez.com
le 22/07/2017 à 4:59
Google veut livrer ses ordinateurs quantiques sous forme de services de cloud computing
Et encourage le développement d’applications dédiées

Depuis des années, Google consacre du temps et d’importantes ressources financières afin de concrétiser l’un des rêves les plus ambitieux autorisés par la technologie moderne : la construction d’un ordinateur quantique viable. Grâce aux progrès qu’elle a réalisés dans ce domaine, la société envisage, désormais, les différents moyens de transformer son projet en un business rentable. Les ordinateurs quantiques sont censés résoudre des problèmes que les ordinateurs traditionnels ne peuvent pas gérer. Contrairement aux ordinateurs traditionnels, qui traitent des parties de l’information en tant que données binaires sous forme de 1 ou de 0, les ordinateurs quantiques fonctionnent avec les qubits.

D’après des données publiées par Bloomberg, Google serait sur le point de démarrer la commercialisation des ordinateurs quantiques et tout porte à croire qu’ils seront proposés sous forme de service « cloud computing » (informatique dématérialisée) extrêmement puissant. La firme de Mountain View aurait offert aux laboratoires scientifiques et aux chercheurs en intelligence artificielle un accès précoce à ses machines quantiques au travers d’Internet durant ces derniers mois. Google souhaitait ainsi encourager le développement d’outils et d’applications compatible avec sa nouvelle technologie qu’elle voudrait également transformer en un service de cloud computing plus rapide et plus puissant.


Dans son article, le média Bloomberg fait allusion à deux présentations de Google. L’une détaillerait le matériel quantique de la société, y compris le nouveau laboratoire de l’entreprise dédié à cette technologie baptisé « Embryonic quantum data center ». La seconde présentation détaillerait le ProjectQ de Google qui a été mis en place afin d’inciter les développeurs à écrire du code pour son ordinateur quantique.

Fournir un accès rapide et gratuit à un matériel hautement spécialisé dérivé des technologies de pointe afin de susciter un intérêt croissant s’inscrit dans la stratégie à long terme de Google qui vise l’extension de son activité cloud. En mai, la filiale d’Alphabet a présenté une puce, appelée Cloud TPU, qu’elle compte louer à des clients à la recherche de systèmes informatiques dématérialisés. En parallèle, l’entreprise a prévu d’accorder à un nombre restreint de chercheurs universitaires l’accès gratuit aux fonctionnalités de ses nouvelles puces.

Google et un nombre croissant d’autres entreprises comme IBM, Microsoft, SoftBank Group Corp. ou Star-D-Wave Systems Inc. sont convaincues que les ordinateurs quantiques et leurs applications vont révolutionner le monde de l’informatique de demain en accélérant exponentiellement le traitement de certaines tâches importantes. Il faut rappeler que c’est en 2014 que Google fait part de ses ambitions sur le développement de ses propres ordinateurs quantiques. Plus tôt cette année, l’entreprise technologique déclarait qu’elle comptait prouver la « suprématie » des systèmes quantiques sur les superordinateurs existants d’ici la fin de 2017.

Les ordinateurs quantiques sont des machines encombrantes qui nécessitent des soins particuliers pour rester fonctionnelles comme l’usage de systèmes de refroidissement avancés. Ils sont donc plus susceptibles d’être loués et utilisés à travers Internet plutôt que d’être achetés. Le fondateur de la startup quantique Rigetti Computing, Chad Rigetti, considère cette technologie comme un élément déterminant pour l’avenir. Toutefois, il estime que « cette industrie en est encore à ses balbutiements » et que « personne n’a, pour l’instant, construit un ordinateur quantique qui fonctionne ».

Source : Bloomberg

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