Percée Quantique : L’ordinateur photonique Jiuzhang 4.0 pulvérise les simulations classiques
Pékin, Chine – Des chercheurs chinois ont annoncé une nouvelle avancée significative dans le domaine de l’informatique quantique, démontrant un avantage quantique clair avec leur ordinateur photonique Jiuzhang 4.0 dans l’algorithme d’échantillonnage de boson gaussien. Les résultats, publiés récemment, suggèrent que la machine est capable d’effectuer des calculs inaccessibles aux supercalculateurs classiques les plus puissants.
L’étude se concentre sur la simulation de systèmes quantiques complexes, en particulier l’échantillonnage de bosons gaussiens. L’équipe a utilisé un espace Hilbert “virtuel” simulé,tout en tenant compte d’une erreur de troncation inhérente et du nombre effectif de photons compressés. Les tests ont révélé des divergences notables entre les simulations réalisées avec l’algorithme MPS (Matrix Product State) et les résultats expérimentaux, particulièrement pour les modes de plus grande taille.
Alors que les simulations concordaient bien avec les données expérimentales pour le petit mode S64, l’erreur de simulation augmentait considérablement pour les modes M256 et L1024, indiquant une incapacité à reproduire fidèlement les résultats expérimentaux. Plus précisément, la différence entre les simulations MPS (ΔK = 0,285) et les expériences (ΔK = 0,013) était frappante pour le mode L1024.
Les chercheurs estiment que l’avantage quantique est particulièrement évident avec environ 2500 photons, un seuil où les simulations classiques deviennent impraticables. bien que la correction des résultats ait été présentée de manière heuristique et nécessite une validation par des répétitions indépendantes, l’équipe est confiante dans la validité de leurs conclusions.
Contexte et implications :
L’informatique quantique promet de révolutionner des domaines tels que la découverte de médicaments, la science des matériaux, la cryptographie et l’intelligence artificielle. Contrairement aux ordinateurs classiques qui stockent les informations sous forme de bits représentant 0 ou 1, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, qui peuvent exister dans une superposition de 0 et 1, permettant des calculs exponentiellement plus rapides pour certains types de problèmes.
L’approche photonique, comme celle utilisée par jiuzhang 4.0, utilise des photons (particules de lumière) pour représenter et manipuler les qubits. Cette technologie présente des avantages en termes de cohérence et de connectivité, mais elle est également confrontée à des défis en matière de génération, de contrôle et de détection des photons.
L’algorithme d’échantillonnage de boson gaussien est un problème spécifique qui a été utilisé comme banc d’essai pour démontrer l’avantage quantique. Il s’agit de simuler la distribution de probabilité des résultats d’un circuit quantique qui utilise des bosons gaussiens.
Cette avancée représente une étape importante dans la course à la suprématie quantique, le point où un ordinateur quantique peut effectuer une tâche qu’aucun ordinateur classique ne peut réaliser dans un délai raisonnable. Elle confirme également la viabilité de l’approche photonique pour la construction d’ordinateurs quantiques puissants et ouvre la voie à de nouvelles recherches et développements dans ce domaine en pleine expansion.
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