Nos progrès vers la correction d'erreur quantique

Il y a trois ans, nos ordinateurs quantiques ont été les premiers à effectuer la démonstration d’une tâche de calcul surpassant les superordinateurs les plus rapides. Cela fut une étape importante de notre feuille de route pour construire un ordinateur quantique à grande échelle, et le “hello world moment” que tant d'entre nous espéraient. Pourtant, dans la longue histoire du progrès scientifique, ce n'était qu'un pas de plus vers la création d'applications quantiques significatives pour le progrès humain.

Aujourd’hui, nous franchissons une nouvelle étape. Pour la toute première fois, nos chercheurs Quantum AI ont démontré de façon expérimentale qu'il était possible de réduire les erreurs en augmentant le nombre de qubits. En informatique quantique, un qubit est une unité de base d'informations quantiques qui peut avoir une valeur plus riche que 0 ou 1. Cette percée représente un changement majeur dans la façon dont nous exploitons les ordinateurs quantiques. Au lieu de travailler sur les qubits physiques de notre processeur quantique un par un, nous traitons un groupe comme un seul qubit logique. En conséquence, un qubit logique que nous avons créé à partir de 49 qubits physiques a pu surpasser celui que nous avons créé avec 17 qubits. Le magazine Nature publie nos recherches aujourd'hui.

Voici pourquoi c’est une étape importante. Nos ordinateurs quantiques fonctionnent en manipulant des qubits d'une manière coordonnée, fondée sur des algorithmes quantiques. Le défi vient du fait que les qubits sont si sensibles, que même la lumière parasite peut provoquer des erreurs de calcul. Et plus les ordinateurs quantiques se développent, plus ce problème s'aggrave. Cela a des conséquences majeures, car les meilleurs algorithmes quantiques que nous connaissons pour exécuter des applications utiles exigent que les taux d'erreur de nos qubits soient bien inférieurs à ceux que nous constatons aujourd'hui. Pour combler cet écart, la correction d'erreur quantique est un élément essentiel.

La correction d'erreur quantique protège les informations en les codant sur plusieurs qubits physiques pour former un « qubit logique ». Elle est considérée comme le seul moyen de produire un ordinateur quantique à grande échelle avec des taux d'erreur suffisamment faibles pour des calculs utiles. Au lieu de calculer sur les qubits individuels eux-mêmes, nous calculerons ensuite sur des qubits logiques. En codant un nombre plus important de qubits physiques sur notre processeur quantique en un seul qubit logique, nous espérons réduire les taux d'erreur pour activer des algorithmes quantiques utiles.

Pour la première fois, quelqu'un a atteint cette étape expérimentale de mise à l'échelle d'un qubit logique. Nous avons travaillé pour franchir cette étape et les suivantes, car les ordinateurs quantiques ont le potentiel d'apporter des bénéfices tangibles dans la vie de millions de personnes. Nous pensons que les ordinateurs quantiques seront utilisés pour créer de nouveaux médicaments, réduire l'énergie nécessaire à la production d’engrais, concevoir des technologies durables plus efficaces, des batteries aux réacteurs à fusion nucléaire, et contribuer à des recherches en physique qui conduiront à des avancées que nous ne pouvons pas encore imaginer. C'est pourquoi nous travaillons aujourd’hui pour, à terme, mettre des appareils, des outils et des applications quantiques à la disposition de nos clients et partenaires, y compris via Google Cloud, afin qu'ils puissent exploiter la puissance du quantique de manière nouvelle et passionnante.

Aider les autres à réaliser le plein potentiel du quantique nous obligera à franchir encore plus de jalons techniques, afin de passer à des milliers de qubits logiques avec de faibles taux d'erreur. La route est encore longue. Plusieurs composants de notre technologie devront être améliorés, de la cryogénie à l'électronique de contrôle en passant par la conception et les matériaux de nos qubits. Avec de tels progrès, les ordinateurs quantiques à grande échelle apparaissent plus clairement. Le développement de processeurs quantiques est aussi un excellent banc d'essai pour l'ingénierie assistée par l'IA, alors que nous explorons l'utilisation du Machine Learning pour améliorer nos processus.

Nous prenons aussi des mesures pour développer l'informatique quantique de manière responsable, compte tenu de l’étendue de son potentiel. Nos partenariats avec les gouvernements et la communauté des acteurs de la Sécurité contribuent à créer des systèmes capables de protéger le trafic Internet contre les futures attaques informatiques quantiques. Nous veillons aussi à ce que des services tels que Google Cloud, Android et Chrome restent sûrs et sécurisés dans un avenir quantique.

Je suis inspiré par ce que l'informatique quantique pourrait signifier pour l'avenir de nos utilisateurs, nos clients, nos partenaires et du monde. Nous continuerons à travailler pour que les ordinateurs quantiques puissent un jour travailler en tandem avec les ordinateurs classiques afin de repousser les limites de la connaissance humaine et de nous aider à trouver des solutions à certains des problèmes les plus complexes du monde.