En fin de compte, cependant, l’évaluation de nos progrès dans la construction d’ordinateurs quantiques utiles se résume à un facteur central : notre capacité à gérer le bruit. La nature délicate des systèmes quantiques les rend extrêmement vulnérables à la moindre perturbation, qu’il s’agisse d’un photon parasite créé par la chaleur, d’un signal aléatoire provenant de l’électronique environnante ou d’une vibration physique. Ce bruit fait des ravages, génère des erreurs ou même arrête un calcul quantique. dans ses traces. Peu importe la taille de votre processeur ou les applications qui pourraient s’avérer les plus meurtrières : à moins que le bruit ne puisse être maîtrisé, un ordinateur quantique ne surpassera jamais ce qu’un ordinateur classique peut faire.
Pendant de nombreuses années, les chercheurs ont pensé qu’ils pourraient devoir se contenter de circuits bruyants, du moins à court terme, et beaucoup ont recherché des applications susceptibles d’être utiles avec cette capacité limitée. La chasse ne s’est pas particulièrement bien déroulée, mais cela n’a peut-être plus d’importance maintenant. Au cours des dernières années, des avancées théoriques et expérimentales ont permis aux chercheurs d’affirmer que le problème du bruit pourrait enfin être résolu. Une combinaison de stratégies matérielles et logicielles s’avère prometteuse pour supprimer, atténuer et nettoyer les erreurs quantiques. Ce n’est pas une approche particulièrement élégante, mais il semble que cela pourrait fonctionner – et plus tôt que prévu.
«Je vois beaucoup plus de preuves présentées pour défendre l’optimisme», déclare Earl Campbell, vice-président de la science quantique chez Riverlane, une société d’informatique quantique basée à Cambridge, au Royaume-Uni.
Même les sceptiques les plus purs et durs sont convaincus. Sabrina Maniscalco, professeur à l’Université d’Helsinki, étudie par exemple l’impact du bruit sur les calculs. Il y a dix ans, dit-elle, elle abandonnait l’informatique quantique. « Je pensais qu’il y avait des problèmes vraiment fondamentaux. Je n’avais aucune certitude qu’il y aurait une issue », dit-elle. Mais elle travaille désormais à utiliser des systèmes quantiques pour concevoir des versions améliorées de médicaments anticancéreux activés par la lumière, efficaces à des concentrations plus faibles et pouvant être activés par une forme de lumière moins nocive. Elle pense que le projet n’est qu’à deux ans et demi du succès. Pour Maniscalco, l’ère de « l’utilité quantique » – le moment où, pour certaines tâches, il est logique d’utiliser un processeur quantique plutôt qu’un processeur classique – est presque à nos portes. «Je suis en fait assez confiante quant au fait que nous entrerons très bientôt dans l’ère de l’utilité quantique», dit-elle.
Mettre des qubits dans le cloud
Ce moment décisif survient après plus d’une décennie de déception rampante. À la fin des années 2000 et au début des années 2010, les chercheurs qui construisaient et exploitaient des ordinateurs quantiques réels ont constaté que ceux-ci posaient beaucoup plus de problèmes que ne l’avaient espéré les théoriciens.
Pour certains, ces problèmes semblaient insurmontables. Mais d’autres, comme Jay Gambetta, n’ont pas été impressionnés.
Australien à la voix calme, Gambetta est titulaire d’un doctorat en physique de l’Université Griffith, sur la Gold Coast australienne. Il a choisi d’y aller en partie parce que cela lui permettait de nourrir sa dépendance au surf. Mais en juillet 2004, il s’est arraché et s’est envolé vers l’hémisphère Nord pour effectuer des recherches à l’Université de Yale sur les propriétés quantiques de la lumière. Trois ans plus tard (époque à laquelle il était un ancien surfeur grâce aux eaux froides autour de New Haven), Gambetta a déménagé encore plus au nord, à l’Université de Waterloo en Ontario, au Canada. Il a ensuite appris qu’IBM souhaitait se familiariser un peu plus avec l’informatique quantique. En 2011, Gambetta fait partie des nouvelles recrues de l’entreprise.
PETER GARRITANO
Les ingénieurs quantiques d’IBM étaient occupés à créer des versions quantiques du chiffre binaire, ou bit, de l’ordinateur classique. Dans les ordinateurs classiques, le bit est un interrupteur électronique, avec deux états pour représenter 0 et 1. Dans les ordinateurs quantiques, les choses sont moins en noir et blanc. S’il est isolé du bruit, un bit quantique, ou « qubit », peut exister dans une combinaison probabiliste de ces deux états possibles, un peu comme une pièce de monnaie en plein tirage. Cette propriété des qubits, ainsi que leur potentiel à être « intriqués » avec d’autres qubits, est la clé des possibilités révolutionnaires de l’informatique quantique.
