Des scientifiques apportent « une preuve inconditionnelle » de la supériorité des ordinateurs quantiques
Le 19 octobre 2018 à 09h35
2 min
Sciences et espace
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L'annonce pourrait paraître surprenante, mais elle est pourtant importante. Si les promesses autour des performances des ordinateurs quantiques sont impressionnantes (entraînant même certains fantasmes), il ne s'agissait que d'une théorie... du moins jusqu'à présent.
Passer de la théorie à la pratique est crucial. Le cas ressemble à celui des ondes gravitationnelles : on se doutait depuis longtemps de leur existence, mais en avoir la preuve permet de voir les choses différemment.
Justement, la prestigieuse revue Science a publié un article de Sergey Bravyi (IBM Research), David Gosset (Université de Waterloo) et Robert König (université de Munich).
Baptisé « Quantum advantage with shallow circuits », il apporte « une preuve inconditionnelle » de l'avantage d'un ordinateur quantique, selon les auteurs. Ils ajoutent que leur algorithme est un bon candidat pour des expérimentations à court terme.
Dans un billet de blog, IBM apporte des détails et explique qu'il fallait apporter une preuve « indiscutable ». Il cite l'algorithme de Shor pour la factorisation d'entiers en exemple : il est souvent mis en avant pour vanter les performances des ordinateurs quantiques, car il est « plus rapide que toute méthode connue sur un ordinateur classique ».
Ce n'est donc pas une preuve suffisante. Rien ne dit en effet qu'une nouvelle méthode de factorisation ne sera pas découverte un jour, rendant un ordinateur classique aussi rapide, voire plus, qu'un ordinateur quantique.
« Ce que les scientifiques ont prouvé, c’est qu’il existe certains problèmes qui nécessitent une profondeur de circuit fixe lorsqu’ils sont effectués sur un ordinateur quantique, même si vous augmentez le nombre de qubits [NDLR : des bits quantiques] pour les entrées. Ces mêmes problèmes nécessitent que la profondeur augmente avec le nombre d'entrées sur un ordinateur classique », explique IBM.
La notion de profondeur est importante en quantique : c'est le nombre d'opérations que peut réaliser un ordinateur durant le temps de la cohérence quantique, c'est-à-dire lorsque le système est opérationnel. Ensuite il s'effondre et les calculs s'arrêtent. Un phénomène qui n'existe pas sur un ordinateur classique. Ainsi, plus le nombre d'entrées est élevé, plus l'ordinateur quantique sera performant. CQFD.
Le 19 octobre 2018 à 09h35
Commentaires (10)
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Abonnez-vousLe 19/10/2018 à 11h00
Ou c’est très mal expliqué, ou c’est du grand n’importe quoi.
Quand on compare plusieurs choses, il faut préciser sur quel(s) critère(s), sinon ça n’a pas de sens, et ça peut même être malhonnête.
Là par exemple, si la démonstration qui a été faite de la supériorité des ordinateurs quantiques ne concerne que les opérations de factorisation, c’est mensonger de dire que ces ordinateurs quantiques sont supérieurs aux ordinateurs classiques, sauf sur ce critère particulier.
Analogie bagnolesque: si je dis qu’une Ferrari c’est mieux qu’une Clio, je dis n’importe quoi. C’est vrai sur le critère des performances, c’est faux sur celui de l’habitabilité.
Le 19/10/2018 à 11h14
Bah tout est expliqué dans ce passage :
« Ce que les scientifiques ont prouvé, c’est qu’il
existe certains problèmes qui nécessitent une profondeur de circuit fixe
lorsqu’ils sont effectués sur un ordinateur quantique, même si vous
augmentez le nombre de qubits [NDLR : des bits quantiques] pour
les entrées. Ces mêmes problèmes nécessitent que la profondeur augmente
avec le nombre d’entrées sur un ordinateur classique », explique IBM.
La notion de profondeur est importante en quantique : c’est
le nombre d’opérations que peut réaliser un ordinateur durant le temps
de la cohérence quantique, c’est-à-dire lorsque le système est
opérationnel. Ensuite il s’effondre et les calculs s’arrêtent. Un
phénomène qui n’existe pas sur un ordinateur classique. Ainsi, plus le
nombre d’entrées est élevé, plus l’ordinateur quantique sera performant.
CQFD.
Pour les détails, j’imagine qu’il faut aller voir la source et ne pas oublier un joli bagage scientifique
PS : quelqu’un aurait des éléments qui permettraient d’appréhender les principes de l’ordinateur quantique ?
Par exemple, pourquoi l’algo de Shor ne peut être exécuté que sur un ordi quantique.
Le 19/10/2018 à 11h28
On sait que les ordinateurs quantiques sont très forts pour résoudre des équations avec beaucoup d’inconnues, bien plus que les cpu classiques. Par contre, si c’est pour faire tourner Windows, un jeu vidéo, un film etc, l’ordinateur quantique est hyper à la traîne, simplement parce qu’il n’est pas conçu pour ça.
Bref, coup marketing intéressant et probablement intéressé :-) mais il reste chouette de prouver qu’il est effectivement bon dans les domaines d’application sensés le concerner.
Le 19/10/2018 à 11h29
Cet article est trompeur : il laisse entendre qu’il existerait un monde quantique et un monde classique, ce qui est erroné. Il n’y a qu’un monde, et il est quantique. Ce que l’on perçoit à notre échelle n’est qu’une « moyenne », une approximation, une limite des interactions du monde quantique. L’apparence du « monde classique » découle de règle quantiques universelles.
Le 19/10/2018 à 12h09
L’algorithme de Shor peut être exécuté sur un ordinateur classique, mais il y serait horriblement inefficace, nettement plus qu’une recherche exhaustive.
Il se base sur le fait que chaque qubit est “simultanément” vrai et faux, ce qui permet d’explorer toutes les combinaisons de valeur à la fois. En gros, pour factoriser un nombre N il essaie toutes les factorisations possibles, mais dans un ordinateur quantique elles sont testées toutes en même temps. L’algorithme n’est donc plus exponentiel (comme le nombre de valeurs possibles à tester) mais polynomial (parce qu’il faut quand-même faire des calculs sur des entiers) en fonction de la taille de l’input.
Le 19/10/2018 à 12h18
Merci !
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Le 19/10/2018 à 16h28
Le problème c’est qu’à moins d’ouvrir l’ordi on ne saura jamais dans quel état quantique il se trouve…
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Le 19/10/2018 à 20h43
Chat alors !
Le 20/10/2018 à 12h39
la preuve que la théorie est vrais, pas que la théorie colle a la réalité physique.
Le 20/10/2018 à 16h33
Et cet effondrement serait un problème spécifique à l’ordinateur quantique si j’ai bien compris : Si le processeur quantique ne peux pas résoudre l’opération en une fois, il ne peux pas la “découper” pour la faire passer en plusieurs cycles.
C’est donc une incapacité pour l’ordinateur quantique alors que le binaire prendra juste plus de temps pour y arriver.
J’ai juste ?