C’est tout du moins ce qu’affirme le mathématicien Gil Kalai, avec un groupe de mathématiciens, de physiciens et d’informaticiens de l’Université hébraïque de Jérusalem.

Malgré toutes ses promesses théoriques, l’informatique quantique ne serait qu’un mirage. La raison en serait que les qubits (lire « L’informatique quantique, pour quoi faire ? ») qui sont le cœur de ces ordinateurs, n’auraient pas la stabilité suffisante pour exécuter systématiquement la chorégraphie complexe qui leur est demandée.

Le mathématicien Gil Kalai, avec ses équipes de l’Université hébraïque de Jérusalem, se sont penchés sur ce problème pour examiner de manière critique la complexité du modèle quantique, en particulier le bruit généré par celui-ci.

Ce ‘bruit’, c’est la sensibilité et la stabilité des superposition des qubits qui rendrait inévitable la corruption des interactions avec le monde extérieur. Quand un ordinateur quantique exécute une action, dans chaque cycle il y a une certaine probabilité qu'un qubit soit corrompu. Plus précisément, le ‘bruit’ c’est la probabilité que des erreurs affectent le résultat d’un processus. Pire, ce ‘bruit’ violerait certains théorèmes fondamentaux du calcul, dont la théorie de l'informatique sur la puissance des dispositifs de calcul primitifs.

Concrètement, un ordinateur quantique pourrait donner des résultats positifs sur des calculs simples et donc peu complexes, qui ne souffriraient pas de l’instabilité des qubits. Si un processus emploi des composants simples, il est stable ; s’il emploie des composants de fréquence élevée, le processus est sujet à l’erreur. Le risque est que les niveaux de ‘bruit’ ne puissent être suffisamment réduits...

Pour résoudre ce problème, il faut prendre en compte la ‘correction d’erreur quantique’ et le fait que les systèmes interactifs ont tendance à corréler les erreurs ce qui augmente la probabilité que les erreurs affectent beaucoup de qubits à la fois. Ce qui se traduit par la nécessité de modéliser, construire et utiliser un code de correction d’erreur qui permet de faire passer la quantité de bruit en dessous d’un seuil. Or, cela nécessite 100 ou même 500 qubits ‘physiques’ pour représenter un seul qubit ‘logique’ de très haute qualité.

Gil Kalai déduit de ces phénomènes que les promesses offertes par les IBM, Google, Microsoft, les investisseurs de la startup Quantum Circuits, ou le gouvernement chinois, qui ont déjà investi des sommes colossales dans l’informatique quantique, ne pourront être tenues !

Ses détracteurs affirment que ces difficultés d'ingénierie ne sont pas des obstacles fondamentaux, et qu'avec suffisamment de travail et de ressources, le bruit peut être réduit à un niveau aussi proche de zéro que nécessaire. Ce qui est une forme de reconnaissance de la problématique, tout en se tournant vers l’ingénierie pour la contourner.

Nous en déduisons simplement que si l’informatique quantique est certainement un axe de développement pour le futur, nous resterons prudent quand à ses premiers usages et nous inviterons nos lecteurs, dans un premier temps, à continuer à miser sur la robustesse de leurs ordinateurs classiques avant de rêver de quantique et de qubits...

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