La «suprématie quantique» de Google usurpée par des chercheurs utilisant un supercalculateur ordinaire – TechCrunch

De retour en 2019, Google a fièrement annoncé ils avaient obtenu ce que les chercheurs dans le domaine de l’informatique quantique recherchaient depuis des années : la preuve que la technique ésotérique pouvait surpasser les techniques traditionnelles. Mais cette démonstration de “suprématie quantique” est contestée par des chercheurs qui prétendent avoir précédé Google sur un supercalculateur relativement normal.

Pour être clair, personne ne dit que Google a menti ou déformé son travail – les recherches minutieuses et révolutionnaires qui ont conduit à l’annonce de la domination quantique en 2019 sont toujours extrêmement importantes. Mais si ce nouvel article est correct, la compétition classique contre ordinateur quantique est toujours un jeu pour tout le monde.

Tu peux lire l’histoire complète sur la façon dont Google a fait passer le quantique de la théorie à la réalité dans l’article original, mais voici la version très courte. Les ordinateurs quantiques comme Sycamore ne sont pas meilleurs en quoi que ce soit que les ordinateurs classiques, à l’exception d’une tâche : simuler un ordinateur quantique.

Cela ressemble à un subterfuge, mais le but de la suprématie quantique est de prouver la viabilité de la méthode en trouvant même une tâche très spécifique et étrange qui peut faire mieux que même le superordinateur le plus rapide. Parce que cela met le pied quantique dans la porte pour élargir cette bibliothèque de tâches. Peut-être que finalement toutes les tâches quantiques seront plus rapides, mais pour les besoins de Google en 2019, il n’y en avait qu’une seule, et elles ont montré en détail comment et pourquoi.

Maintenant, une équipe de l’Académie chinoise des sciences dirigée par Pan Zhang a publié un article décrivant une nouvelle technique de simulation d’un ordinateur quantique (en particulier certains modèles de bruit qu’il émet) qui semble prendre une fraction du temps estimé pour le calcul classique. ceci en 2019.

N’étant pas moi-même expert en informatique quantique ni professeur de physique statistique, je ne peux que donner une idée générale de la technique utilisée par Zhang et al. Ils ont présenté le problème comme un grand réseau 3D de tenseurs, avec les 53 qubits de Sycamore représentés par une grille de nœuds, extrudés 20 fois pour représenter les 20 cycles que les portes Sycamore ont traversés dans le processus simulé. Les relations mathématiques entre ces tenseurs (chacun son propre ensemble de vecteurs interdépendants) ont ensuite été calculées à l’aide d’un cluster de 512 GPU.

Une illustration de l’article de Zhang montrant une représentation visuelle du réseau de tenseurs 3D qu’ils ont utilisé pour simuler les opérations quantiques de Sycamore. Crédits image : PanZhang et al.

L’article original de Google estimait que l’exécution de cette échelle de simulation sur le supercalculateur le plus puissant disponible à l’époque (Summit at Oak Ridge National Laboratory) prendrait environ 10 000 ans – mais pour être clair, c’était leur estimation de 54 qubits couvrant 25 cycles ; 53 qubits en faisant 20 est nettement moins complexe, mais prendrait quand même de l’ordre de plusieurs années selon leur estimation.

Le groupe de Zhang prétend l’avoir fait en 15 heures. Et s’ils avaient accès à un véritable supercalculateur comme Summit, cela pourrait être accompli en quelques secondes – plus rapidement que Sycamore. Leur article sera publié dans la revue Physical Review Letters ; vous pouvez le lire ici (PDF).

Ces résultats doivent encore être entièrement vérifiés et reproduits par ceux qui ont connaissance de ces choses, mais il n’y a aucune raison de penser qu’il s’agit d’une sorte d’erreur ou de supercherie. Google a même admis que le relais pouvait être passé plusieurs fois avant que la suprématie ne soit fermement établie, car il est incroyablement difficile de construire et de programmer des ordinateurs quantiques, alors que les ordinateurs classiques et leurs logiciels sont en constante amélioration. (D’autres dans le monde quantique étaient initialement sceptiques quant à leurs affirmations, mais certains sont des concurrents directs.)

Google a proposé le commentaire suivant pour reconnaître les progrès ici :

Dans notre article de 2019, nous disions que les algorithmes classiques allaient s’améliorer (en fait, Google a inventé la méthode utilisée ici pour la simulation de circuits arbitraires en 2017, et les méthodes d’échange de fidélité contre des coûts de calcul en 2018 et 2019) – mais son point principal est que la technologie quantique s’améliore exponentiellement plus rapidement. Nous ne pensons donc pas que cette approche classique puisse suivre le rythme des circuits quantiques en 2022 et au-delà, malgré des améliorations significatives ces dernières années.

En tant que scientifique quantique Dominik Hangleiter de l’Université du Maryland a dit à la sciencece n’est en aucun cas un œil au beurre noir pour Google ou un coup de grâce pour le quantique en général : “L’expérience Google a fait ce qu’elle était censée faire, lancez cette course.”

Google pourrait bien riposter avec de nouvelles affirmations – il n’est pas resté inactif non plus. Mais le fait qu’il soit même compétitif est une bonne nouvelle pour toutes les personnes impliquées ; c’est un domaine informatique passionnant, et un travail comme celui de Google et Zhang continue de relever la barre pour tout le monde.

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