AFP, publié le jeudi 29 septembre 2022 à 16h20.
Dehors, le doux soleil d’été réchauffe la côte pacifique ; La Californie se prépare pour une autre belle journée.
À l’intérieur, il y a -273 degrés pour répondre aux exigences impossibles de la mécanique quantique. Une science dans laquelle les choses peuvent simultanément exister, ne pas exister et être quelque part entre les deux.
Bienvenue dans les profondeurs du laboratoire d’intelligence artificielle quantique de Google, où 200 personnes talentueuses travaillent à façonner la prochaine génération d’ordinateurs – comme rien d’autre dans votre poche ou votre bureau.
« C’est un nouveau type d’ordinateur qui utilise la mécanique quantique pour effectuer des calculs et nous permet de résoudre des problèmes qui seraient autrement insolubles », explique Erik Lucero, ingénieur en chef de ce laboratoire près de Santa Barbara.
« Il ne remplacera pas un téléphone portable ou un ordinateur de bureau ; existera et fonctionnera avec ces appareils. ‘
Les calculs que nous utilisons au quotidien reposent sur le concept de certitude binaire : des dizaines de milliers de « bits » de données, dont chacun est activé ou désactivé, c’est-à-dire 1 ou 0.
D’autre part, l’informatique quantique utilise l’incertitude : leurs bits quantiques, ou « qubits », peuvent exister à la fois dans les états 1 et 0 – ce que les scientifiques appellent la superposition.
L’illustration la plus célèbre de la superposition quantique est le chat de Schrödinger, une expérience théorique inventée en 1935 par le physicien Erwin Schrödinger, dans laquelle le chat est enfermé dans une boîte avec un flacon contenant un gaz mortel qui peut ou non se casser.
Tant que la boîte reste fermée, le chat est à la fois vivant et mort car il est impossible de savoir ce qui s’y trouve réellement. Mais lorsque vous interférez avec l’état quantique de l’expérience, en ouvrant la boîte pour atteindre son fond, l’incertitude prend fin.
Les ordinateurs quantiques profitent de cette incertitude pour effectuer simultanément plusieurs calculs qui semblent contradictoires. Comme s’ils pouvaient suivre tous les chemins possibles dans un labyrinthe à la fois, au lieu de les essayer un par un.
La difficulté pour les ingénieurs est que ces bits quantiques conservent leur superposition suffisamment longtemps pour effectuer des calculs cohérents.
A la moindre perturbation – bruit, saleté, température inadaptée – la surcouche s’effrite et provoque une réaction aléatoire, probablement inutile.
L’ordinateur quantique que Google a montré à la presse ressemble à un gâteau de mariage inversé futuriste.
Chaque couche de métal et le coude de ses fils électriques sont plus froids que les précédents, jusqu’à atteindre finalement 10 millikelvins (près de -273°C) de refroidissement pour un processeur de la taille d’une paume.
Ce niveau de mercure proche du zéro absolu, la température la plus basse possible dans l’univers, est essentiel au maintien de la supraconductivité – la capacité à conduire parfaitement l’électricité sans aucune résistance – nécessaire à la machine Google.
Si l’ordinateur lui-même a la taille d’une personne debout, l’équipement nécessaire pour le refroidir prend beaucoup de place dans le laboratoire.
Mais… à quoi ça sert vraiment ?
Selon Daniel Lidar, expert en systèmes quantiques à l’Université de Californie du Sud, ce domaine en est encore à ses balbutiements, mais il semble très prometteur pour l’avenir.
« Nous avons appris à ramper, mais nous sommes encore loin d’avoir appris à marcher, courir ou sauter », dit-il.
Pour arriver à maturité, le secteur devra stabiliser la superposition quantique pour assurer la fiabilité des calculs.
À l’avenir, cette technologie pourrait être utilisée pour optimiser le trafic, par exemple, un domaine diaboliquement complexe pour les ordinateurs traditionnels compte tenu du nombre de voitures en jeu – qui sont variables.
Avec un ordinateur quantique fonctionnel, « nous pourrions résoudre ce problème », déclare Lidar.
Pour Lucero et ses collègues de Google, les opportunités futures valent un casse-tête.
« La mécanique quantique est l’une des meilleures théories dont nous disposons aujourd’hui pour comprendre la nature. Cet ordinateur parle le langage de la nature », explique l’ingénieur.
« Si nous voulons résoudre des problèmes aussi complexes, aider à sauver notre planète, et en particulier le changement climatique, nous avons besoin d’un ordinateur capable de le faire. »