Le nouvel ordinateur quantique H2-1 Quantinuum de 56 qubits bat le record de suprématie quantique d'un facteur 100,

Et consomme 30 000 fois moins d'énergie

Un nouvel ordinateur quantique, le H2-1 de 56 qubits, a surpassé le record de suprématie quantique établi par Google en 2019, multipliant par 100 les performances et consommant 30 000 fois moins d'énergie. Développé par Quantinuum, ce dispositif a obtenu un score XEB de 0,35, indiquant une précision de 35 % dans les résultats sans erreur, contre 0,002 pour la machine Sycamore de Google. Une étude met en lumière des avancées significatives vers des ordinateurs quantiques universels tolérants aux pannes, avec un taux d'erreur considérablement réduit grâce à des « qubits logiques ». Ces progrès suggèrent que la réalisation pratique de la suprématie quantique pourrait être plus proche que prévu.

Le point où les ordinateurs quantiques dépassent les ordinateurs classiques est connu sous le nom de « suprématie quantique », mais pour atteindre cette étape de manière pratique, il faudrait un ordinateur quantique doté de millions de qubits. La plus grande machine actuelle ne possède qu'environ 1 000 qubits. À l'aide du nouvel ordinateur H2-1 de 56 qubits, les scientifiques de la société Quantinuum, spécialisée dans l'informatique quantique, ont mené diverses expériences pour évaluer les niveaux de performance de la machine et la qualité des qubits utilisés. Ils ont publié leurs résultats le 4 juin.


La raison pour laquelle nous aurions besoin d'autant de qubits pour la « suprématie quantique » est qu'ils sont intrinsèquement sujets aux erreurs, et qu'il en faudrait donc beaucoup pour corriger ces erreurs. C'est pourquoi de nombreux chercheurs s'attachent aujourd'hui à construire des qubits plus fiables, plutôt que de simplement ajouter des qubits aux machines.

Quantinuum H2-1 établit un nouveau standard de fidélité en informatique quantique

L'équipe de Quantinuum a testé la fidélité des résultats de H2-1 à l'aide de ce que l'on appelle le test d'entropie croisée linéaire (XEB). XEB produit des résultats compris entre 0 (aucune sortie sans erreur) et 1 (absence totale d'erreur), ont indiqué les représentants de Quantinuum dans un communiqué. « Le premier semestre 2024 restera comme la période où nous nous sommes débarrassés des derniers vestiges de la culture de l'attentisme qui a dominé l'industrie de l'informatique quantique. Grâce à une série de réalisations récentes, nous avons contribué à faire entrer l'ensemble du secteur de l'informatique quantique dans une nouvelle ère, postclassique.

Nous annonçons aujourd'hui la dernière de ces réalisations : une amélioration majeure du nombre de qubits de notre ordinateur quantique phare, le modèle H2, qui passe de 32 à 56 qubits. Nous révélons également les résultats significatifs des travaux menés avec notre partenaire JPMorgan Chase & Co. qui mettent en évidence une augmentation significative des performances », Quantinuum.

La collaboration entre Quantinuum, JPMorgan Chase & Co. et des chercheurs de Caltech et d'Argonne National Lab a porté sur un algorithme bien connu, le Random Circuit Sampling (RCS), et a mesuré la qualité des résultats à l'aide d'une série de tests, dont le benchmark de l'entropie croisée linéaire (XEB) - une approche rendue célèbre pour la première fois par Google en 2019 dans le but de démontrer la « suprématie quantique ». Un score XEB proche de 0 indique que vos résultats sont bruyants - et n'utilisent pas tout le potentiel de l'informatique quantique. En revanche, plus le score XEB est proche de 1, plus vos résultats démontrent la puissance de l'informatique quantique.

Les scientifiques de Google ont testé pour la première fois l'ordinateur quantique Sycamore de l'entreprise à l'aide de XEB en 2019, démontrant qu'il pouvait effectuer en 200 secondes un calcul qui aurait pris 10 000 ans au superordinateur le plus puissant de l'époque. Ils ont obtenu un résultat XEB d'environ 0,002 avec les 53 qubits supraconducteurs intégrés à Sycamore.

Les résultats de Quantinuum montrent à quel point le matériel quantique a progressé depuis la démonstration initiale de Google. À l'origine, les chercheurs ont exécuté des circuits sur 53 qubits supraconducteurs qui étaient suffisamment profonds pour contrarier gravement les simulations classiques de haute fidélité de l'époque, obtenant un score XEB estimé à ~0,002. Bien qu'ils aient montré que cette petite valeur était statistiquement incompatible avec zéro, les améliorations apportées aux algorithmes classiques et au matériel ont régulièrement augmenté les scores XEB réalisables par les ordinateurs classiques, au point que ces derniers peuvent désormais obtenir des scores similaires à ceux de Google sur leurs circuits d'origine.


Mais dans la nouvelle étude, les scientifiques de Quantinuum - en partenariat avec JPMorgan, Caltech et Argonne National Laboratory - ont obtenu un résultat XEB d'environ 0,35. Cela signifie que l'ordinateur quantique H2 peut produire des résultats sans commettre d'erreur dans 35 % des cas.