{"id":23087,"date":"2024-12-19T08:05:19","date_gmt":"2024-12-19T07:05:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=23087"},"modified":"2025-02-18T11:07:42","modified_gmt":"2025-02-18T10:07:42","slug":"actualite-quantique-de-decembre-2024-special-google-willow","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2024\/actualite-quantique-de-decembre-2024-special-google-willow\/","title":{"rendered":"Actualit\u00e9 quantique de d\u00e9cembre 2024 sp\u00e9cial Google Willow"},"content":{"rendered":"<p>Bienvenue dans ce 65<sup>e<\/sup> \u00e9pisode de Quantum, le podcast de l\u2019actualit\u00e9 quantique. Nous avions initialement pr\u00e9vu de faire rel\u00e2che en fin d\u2019ann\u00e9e et de reprendre le volant d\u00e9but f\u00e9vrier mais l\u2019actualit\u00e9 nous a rattrap\u00e9s. L\u2019annonce r\u00e9cente de Google avec sa puce Willow a d\u00e9fray\u00e9 la chronique et surtout m&#8217;a bien titill\u00e9. Il se trouve que nous avions eu l\u2019id\u00e9e de lancer ce podcast en octobre 2019 \u00e0 l\u2019occasion de l\u2019annonce de la supr\u00e9matie quantique de Google (+ <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2019\/interpreter-suprematie-quantique-google\/\">un post<\/a>). L\u2019histoire se r\u00e9p\u00e9tant, il fallait bien assurer. Qui plus est, des chercheurs chinois ont surench\u00e9ri face \u00e0 Google et c\u2019est tout r\u00e9cent. Donc, cela m\u00e9rite un approfondissement.<\/p>\n<p>J&#8217;ai aussi publi\u00e9 un article d\u00e9taill\u00e9 sur le sujet\u00a0\u00ab\u00a0<a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2024\/inside-google-willow\/\">Inside Google Willow<\/a>\u00a0\u00bb.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Google-Willow-chip-layout.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-23089\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Google-Willow-chip-layout-1024x792.jpg\" alt=\"\" width=\"398\" height=\"354\" \/><\/a><\/p>\n<p>Cet \u00e9pisode est donc consacr\u00e9 \u00e0 cette annonce, mais \u00e0 la fin, nous \u00e9voquerons d\u2019autres annonces concernant nos startups fran\u00e7aises, qui n\u2019ont pas eu le m\u00eame \u00e9cho m\u00e9diatique, et qui m\u00e9ritent le d\u00e9tour, chez <strong>Quobly<\/strong> et <strong>Quandela<\/strong>.<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/share.transistor.fm\/e\/2d85bf42\" width=\"100%\" height=\"180\" frameborder=\"no\" scrolling=\"no\" seamless=\"\"><\/iframe><\/p>\n<p>Voici un transcript approximatif de ce podcast.<\/p>\n<p><strong><u>Le papier de Google dans Nature sur la correction d\u2019erreur<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Google a donc fait une annonce majeure le 9 d\u00e9cembre 2024 concernant sa puce Willow de 105 qubits. De quoi s\u2019agissait-il\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Cette puce est le dernier processeur \u00e0 qubits supraconducteur d\u00e9velopp\u00e9 par Google. Il vise principalement \u00e0 explorer les techniques de correction d\u2019erreurs. Il utilise un code de surface de distance 7, permettant la cr\u00e9ation d\u2019un qubit logique de meilleure qualit\u00e9 que les qubits physiques du processeur.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Cette annonce \u00e9tait li\u00e9e \u00e0 la publication d\u2019un article dans <em>Nature<\/em>. Mais \u00e9tait-ce si nouveau\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> L\u2019article de Nature avait d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 en <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2408.13687\">preprint arXiv<\/a> en ao\u00fbt 2024 et nous en avions m\u00eame parl\u00e9 dans notre <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2024\/actualite-quantique-de-lete-2024\/\">podcast de rentr\u00e9e de fin ao\u00fbt 2024<\/a>. Le papier en question documente deux r\u00e9alisations. La premi\u00e8re est la mise en \u0153uvre de portes logiques \u00e0 un et deux qubits avec correction d\u2019erreurs en temps r\u00e9el sur une puce de 72 qubits, d\u00e9nomm\u00e9e Sycamore, avec un code de surface de distance 5. La seconde est l\u2019utilisation de cette puce Willow de 105 qubits pour d\u00e9montrer un qubit logique fonctionnel bas\u00e9 sur un code de surface de distance 7. Cette correction d\u2019erreurs n\u2019est pas r\u00e9alis\u00e9e en temps r\u00e9el sur Willow. Cet article s\u2019inscrit dans la continuit\u00e9 des travaux de Google, notamment un <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41586-022-05434-1\">papier cl\u00e9 de 2022\/2023<\/a>\u00a0qui d\u00e9crivait la strat\u00e9gie pour atteindre ces r\u00e9sultats. \u00c0 cette \u00e9poque, Google avait pr\u00e9sent\u00e9 un plan pour utiliser un code de distance 7 avec environ 100 qubits physiques, ce qui a finalement conduit \u00e0 la conception de Willow. Il leur a fallu deux ans pour y parvenir.<\/p>\n<p><em><strong>Correction de f\u00e9vrier 2025<\/strong> : Willow ne met en oeuvre qu&#8217;une correction de m\u00e9moire quantique et pas de correction de portes logiques \u00e0 un ou deux qubits. L&#8217;erreur avait \u00e9t\u00e9 signal\u00e9e par Christophe Vuillot d&#8217;Inria dans un commentaire de d\u00e9cembre 2024 que je n&#8217;ai valid\u00e9 qu&#8217;en f\u00e9vrier 2025.<\/em><\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Qu\u2019est-ce qui a permis \u00e0 Google d\u2019obtenir ces r\u00e9sultats\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Depuis son<a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2019\/interpreter-suprematie-quantique-google\/\"> exp\u00e9rience de &#8220;supr\u00e9matie quantique&#8221; en 2019<\/a> avec Sycamore (53 qubits), Google a concentr\u00e9 ses efforts sur deux axes\u202f: am\u00e9liorer la fid\u00e9lit\u00e9 de ses qubits physiques et d\u00e9velopper des techniques de correction d\u2019erreurs pour cr\u00e9er des qubits logiques performants. Ce travail s\u2019appuie \u00e9galement sur des innovations comme le \u00ab\u00a0gap engineering\u00a0\u00bb des jonctions Josephson pour r\u00e9duire les erreurs corr\u00e9l\u00e9es et l\u2019usage de qubits d\u00e9di\u00e9s \u00e0 la suppression des fuites (<em>Dynamic Qubit Leakage Removal<\/em>), des d\u00e9fis qui n\u2019avaient pas encore \u00e9t\u00e9 trait\u00e9s en 2019 et en 2022.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Peux-tu expliquer ce que sont ces erreurs corr\u00e9l\u00e9es\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Il s\u2019agit d\u2019erreurs qui se produisent simultan\u00e9ment \u00e0 plusieurs endroits dans une puce et qui ont une cause commune. La plus connue est l\u2019effet des rayons cosmiques qui g\u00e9n\u00e8rent une erreur sur environ un million d\u2019op\u00e9rations. Avec la technique du gap engineering, Google semble avoir r\u00e9ussi \u00e0 faire baisser ce taux d\u2019erreurs de 5 ordres de grandeur. On passe maintenant \u00e0 une heure de calcul sans erreurs. Ce n\u2019est pas suffisant pour les grands circuits.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Revenons \u00e0 la correction d\u2019erreurs. Pourquoi est-elle si essentielle pour les ordinateurs quantiques tol\u00e9rants aux fautes ?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Les qubits physiques sont intrins\u00e8quement bruyants, avec des taux d\u2019erreurs qui emp\u00eachent l\u2019ex\u00e9cution de circuits quantiques complexes. La correction d\u2019erreurs permet de regrouper plusieurs qubits physiques pour cr\u00e9er des qubits logiques, capables de maintenir une coh\u00e9rence sur de longues p\u00e9riodes et des fid\u00e9lit\u00e9s apparentes plus \u00e9lev\u00e9es. Cependant, cela a un co\u00fbt \u00e9lev\u00e9\u202f: un seul qubit logique n\u00e9cessite entre 100 et 10\u202f000 qubits physiques, selon la fid\u00e9lit\u00e9 des qubits, leur connectivit\u00e9 et le type de correction d\u2019erreur utilis\u00e9. Sachant d\u2019ailleurs que plusieurs codes de correction d\u2019erreurs sont utilis\u00e9s. Il y en a au moins trois\u00a0: pour les portes \u00e0 un qubit, pour celles \u00e0 deux qubits, et pour les portes particuli\u00e8res qui sont hors du groupe de Clifford comme la porte T et la porte Toffoli.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> De quoi s\u2019agit-il\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Ce sont des portes quantiques \u00e0 un et trois qubits qui sont indispensables car elles seules permettent d\u2019obtenir une acc\u00e9l\u00e9ration exponentielle dans le calcul quantique. Or elles co\u00fbtent plus cher \u00e0 corriger et n\u00e9cessitent des codes de correction d\u2019erreur particuliers. D\u2019ailleurs, ces portes n&#8217;\u00e9taient pas encore corrig\u00e9es dans Willow au moment de la sortie du papier dans Nature. Google y travaille pour la suite. Ils ont publi\u00e9 un arXiv r\u00e9cent sur la Magic State Cultivation qui permettrait de drastiquement r\u00e9duire les ressources n\u00e9cessaires pour corriger ces portes T.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Google a affirm\u00e9 que la r\u00e9duction des erreurs est &#8220;exponentielle&#8221;. Cela veut dire quoi ?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> La r\u00e9duction des erreurs est &#8220;exponentielle&#8221; car \u00e0 chaque augmentation de la distance du code de surface, les taux d\u2019erreur logique diminuent exponentiellement. Cependant, cela exige une augmentation polynomiale du nombre de qubits physiques n\u00e9cessaires. Par exemple, passer d\u2019un code de distance 5 \u00e0 7 divise d\u2019un ordre de grandeur les erreurs logiques, mais double le nombre de qubits physiques requis. En pratique, pour faire des simulations chimiques, il faudra des taux d\u2019erreur tellement faibles qu\u2019il sera n\u00e9cessaire d\u2019avoir des milliers de qubits physiques pour cr\u00e9er un qubit corrig\u00e9.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> ils parlent aussi de deux notions\u00a0: &#8220;sous le seuil&#8221; (below threshold) et &#8220;\u00e0 l\u2019\u00e9quilibre&#8221; (breakeven). A quoi est-ce que cela correspond\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> &#8220;Sous le seuil&#8221; signifie que les taux d\u2019erreur des qubits physiques sont suffisamment bas pour que la correction d\u2019erreurs soit possible. Cela permet de r\u00e9duire les erreurs logiques \u00e0 mesure que la taille des codes de correction et le nombre de qubits physiques augmente. &#8220;\u00c0 l\u2019\u00e9quilibre&#8221; signifie que les qubits logiques surpassent les qubits physiques en termes de performance, par exemple en maintenant une coh\u00e9rence plus longue. Willow a atteint ces deux \u00e9tapes, ce qui est une avanc\u00e9e importante.<\/p>\n<p><strong><u>Le benchmarking de comparaison avec 10^25 ann\u00e9es de calcul classique<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> L\u2019article publi\u00e9 dans <em>Nature<\/em> a-t-il suscit\u00e9 des critiques\u202f? Comment a-t-il \u00e9t\u00e9 accueilli dans la communaut\u00e9 scientifique ?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Sur la correction d\u2019erreurs, les avis sont unanimes qu\u2019il s\u2019agit d\u2019un progr\u00e8s certain. Par contre, Google a communiqu\u00e9 sur la r\u00e9alisation d\u2019un benchmark de mani\u00e8re tr\u00e8s contestable. Ils affirment que leur processeur Willow pourrait r\u00e9soudre en quelques minutes un probl\u00e8me qui prendrait un &#8220;septillion d\u2019ann\u00e9es&#8221; (10 puissance 25) \u00e0 un superordinateur. Ces chiffres faits pour impressionner reposent sur un benchmark sp\u00e9cifique (le <em>Cross-Entropy Benchmarking<\/em>), qui, bien que difficile \u00e0 simuler classiquement, n\u2019a aucune application pratique. Ce n\u2019est m\u00eame pas v\u00e9ritablement du calcul !<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> pourquoi\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> cela ne mesure pas la capacit\u00e9 d\u2019un processeur \u00e0 r\u00e9soudre un probl\u00e8me concret. Il n\u2019utilise aucune donn\u00e9e en entr\u00e9e et ne g\u00e9n\u00e8re aucune donn\u00e9e utile en sortie. Il s\u2019agit d\u2019un circuit dont les portes sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9es classiquement de mani\u00e8re al\u00e9atoire. C\u2019est une sorte de g\u00e9n\u00e9rateur de nombres al\u00e9atoires co\u00fbteux et complexe. En plus, il ne fonctionne pas bien. Il g\u00e9n\u00e8re un r\u00e9sultat correct dans 0.1% des cas. L\u2019\u00e9volution par rapport \u00e0 2019 est que Google est pass\u00e9 de 20 \u00e0 40 cycles de portes quantiques dans ce benchmark. Le d\u00e9fi donn\u00e9 aux supercalculateurs classiques est donc de simuler un syst\u00e8me physique imparfait et bruit\u00e9. C\u2019est absurde. Qui plus est, par le pass\u00e9, ces benchmarks n\u2019ont pas tenu longtemps. Google revendiquait en 2019 que Sycamore pouvait r\u00e9aliser avec 53 qubits un calcul en 200 secondes qui prendrait 10\u202f000 ans sur un superordinateur classique. En 2022, les tests de Google ont montr\u00e9 que ce temps descendait \u00e0 6 secondes, gr\u00e2ce \u00e0 la technique des r\u00e9seaux de tenseurs. Cependant, lorsque l\u2019on augmente le nombre de qubits, la simulation classique devient difficile, m\u00eame avec un r\u00e9seau de tenseurs. Mais cela sert toujours \u00e0 rien et ne fournit pas d\u2019indication sur la capacit\u00e9 de calcul pratique. D\u2019ailleurs, si cette capacit\u00e9 \u00e9tait si grande, pourquoi s\u2019emb\u00eaterait-on \u00e0 cr\u00e9er un seul qubit logique sur un tel processeur ?<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Quels seraient des benchmarks plus pertinents pour \u00e9valuer Willow\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Un benchmark plus pertinent serait de tester la capacit\u00e9 de Willow \u00e0 cr\u00e9er et maintenir des \u00e9tats GHZ (<em>Greenberger\u2013Horne\u2013Zeilinger<\/em>) de grande taille. Ces \u00e9tats sont des superpositions maximales, comme \u2223000&#8230;000\u27e9 et \u2223111&#8230;111\u27e9, qui n\u00e9cessitent une intrication entre tous les qubits. La taille maximale d\u2019un \u00e9tat GHZ r\u00e9alisable avec une haute-fid\u00e9lit\u00e9 est un indicateur cl\u00e9 de la capacit\u00e9 d\u2019un processeur quantique \u00e0 manipuler des \u00e9tats complexes. Mais ce n&#8217;est pas le seul. Ce benchmark pourrait \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 sans artifices comme la post-s\u00e9lection utilis\u00e9e par Quantinuum (ions pi\u00e9g\u00e9s) et QuEra (atomes froids), ce qui le rendrait beaucoup plus repr\u00e9sentatif des performances pratiques. Autre benchmark possible : essayer de r\u00e9aliser un algorithme NISQ avec (sans correction d\u2019erreur). On en verra surement apparaitre en 2025 et on se rendra compte qu\u2019ils utiliseront moins de qubits et le feront avec des circuits peu profonds.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> OK, ce benchmark cache-t-il autre chose ?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> peut-\u00eatre le manque d\u2019algorithmes quantiques capables d\u2019apporter une acc\u00e9l\u00e9ration exponentielle, en tout cas en r\u00e9gime NISQ bruit\u00e9. Car le benchmark ne rel\u00e8ve pas de la tol\u00e9rance aux fautes et n&#8217;utilise pas de qubits logiques. C\u2019est un benchmark \u00ab NISQ \u00bb. En r\u00e9gime FTQC, on est \u00e0 peu pr\u00e8s s\u00fbr d\u2019obtenir une acc\u00e9l\u00e9ration exponentielle pour des simulations chimiques mais c\u2019est bien moins \u00e9vident pour les algorithmes quantiques de r\u00e9solution d\u2019optimisations combinatoires ou de machine learning. On a besoin de beaucoup de recherche dans le domaine.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> est-ce que Willow\u202fpermettrait de casser des cl\u00e9s RSA 2048 bits ?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> on en est tr\u00e8s loin. Pour donner un ordre d\u2019id\u00e9e, Willow comprend un qubit logique avec 10^-3 d\u2019erreurs. Pour casser une cl\u00e9 RSA, il faut a minima 4000 qubits logiques avec 10^-12 erreurs. Chaque qubit logique de cette qualit\u00e9 va demander au moins 4000 qubits physiques. A la fin, on voir qu\u2019il faudrait l\u2019\u00e9quivalent de 16M qubits physiques, r\u00e9partis sur 160 000 Willow ou 1600 puces \u00e0 10K qubits pour casser RSA. Il y a encore beaucoup de pain sur la planche pour y arriver. Mais le progr\u00e8s technologique aidant, ce nombre de qubits et de puces pourrait se r\u00e9duire avec le temps et r\u00e9duire d\u2019autant l\u2019addition.<\/p>\n<p><strong><u>Les mondes multiples<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Google pr\u00e9tendait dans une d\u00e9claration que leurs r\u00e9sultats soutiendraient l&#8217;id\u00e9e des mondes multiples.<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Cette d\u00e9claration provient d\u2019une interpr\u00e9tation sp\u00e9cifique de la m\u00e9canique quantique, connue sous le nom d\u2019Interpr\u00e9tation des Mondes Multiples (<em>Many-Worlds Interpretation<\/em>, MWI). Selon cette interpr\u00e9tation, chaque fois qu\u2019un \u00e9v\u00e9nement quantique survient, comme une mesure ou une interaction, l\u2019univers se &#8220;divise&#8221; en plusieurs branches, chacune correspondant \u00e0 un r\u00e9sultat possible. Google sugg\u00e8re que leur calcul, qui implique des qubits dans des superpositions complexes, serait une manifestation de ces branches multiples dans lesquelles des calculs parall\u00e8les se d\u00e9rouleraient. Cette affirmation est controvers\u00e9e. Bien que l&#8217;interpr\u00e9tation des mondes multiples soit fascinante, elle reste une hypoth\u00e8se philosophique, et aucune exp\u00e9rience \u00e0 ce jour, y compris celles avec Willow, ne peut confirmer ou infirmer cette interpr\u00e9tation. De nombreux physiciens pr\u00e9f\u00e8rent d&#8217;autres interpr\u00e9tations, comme celle de Copenhague, qui est moins sp\u00e9culative, la th\u00e9orie de l\u2019onde pilote notamment promue par Aur\u00e9lien Drezet de l\u2019Institut N\u00e9el \u00e0 Grenoble, et aussi celle de Philippe Grangier, avec CSM.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Est-il vraiment n\u00e9cessaire d\u2019invoquer les mondes multiples pour expliquer le fonctionnement de Willow\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Ce n\u2019est pas n\u00e9cessaire. La m\u00e9canique quantique fournit une description pr\u00e9cise du fonctionnement des qubits sans qu\u2019il soit indispensable d\u2019invoquer les mondes multiples. Les qubits dans Willow suivent les r\u00e8gles bien \u00e9tablies de la th\u00e9orie quantique\u202f: ils \u00e9voluent dans un espace d\u2019\u00e9tats appel\u00e9 espace de Hilbert, o\u00f9 des superpositions et des intrications se produisent. Ces concepts sont math\u00e9matiques et ne n\u00e9cessitent pas une explication en termes de multivers. L\u2019invocation des mondes multiples peut \u00eatre vue comme une simplification pour expliquer intuitivement les calculs parall\u00e8les effectu\u00e9s par un ordinateur quantique. Cependant, ces &#8220;calculs parall\u00e8les&#8221; sont mieux compris comme des interf\u00e9rences dans un espace quantique, et non comme des processus se d\u00e9roulant dans des univers distincts.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Pourquoi cette mention des mondes multiples a-t-elle \u00e9t\u00e9 per\u00e7ue comme probl\u00e9matique\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> elle m\u00e9lange des consid\u00e9rations philosophiques avec des r\u00e9sultats scientifiques, ce qui peut pr\u00eater \u00e0 confusion. En associant leurs r\u00e9sultats aux mondes multiples, Google a sembl\u00e9 valider une interpr\u00e9tation particuli\u00e8re de la m\u00e9canique quantique qui reste sp\u00e9culative. Cela d\u00e9tourne l\u2019attention des v\u00e9ritables avanc\u00e9es techniques r\u00e9alis\u00e9es par Willow, qui n\u2019ont absolument pas besoin de cette hypoth\u00e8se pour \u00eatre expliqu\u00e9es. En outre, certaines voix dans la communaut\u00e9 scientifique ont critiqu\u00e9 cette d\u00e9claration comme \u00e9tant davantage une tentative de rendre leurs travaux plus &#8220;mystiques&#8221; ou attrayants pour un large public, plut\u00f4t qu\u2019un reflet pr\u00e9cis des implications scientifiques.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> est que cette d\u00e9claration sur les mondes multiples pourrait avoir un impact sur la perception publique du calcul quantique\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> cela peut captiver l\u2019imagination. Mais cela s\u00e8me la confusion, en plus des affirmations sur les septillions d\u2019ann\u00e9es, en particulier aupr\u00e8s du grand public. Cela risque de donner l\u2019impression que les ordinateurs quantiques r\u00e9alisent litt\u00e9ralement des calculs dans des univers parall\u00e8les, ce qui n\u2019est pas exact. Cela peut \u00e9galement d\u00e9tourner l\u2019attention des v\u00e9ritables d\u00e9fis techniques et scientifiques du domaine. D\u2019un autre c\u00f4t\u00e9, si cette mention attire davantage d\u2019int\u00e9r\u00eat pour le calcul quantique, elle peut avoir un impact positif en suscitant la curiosit\u00e9. Mais il est crucial que cette curiosit\u00e9 soit ensuite dirig\u00e9e vers une compr\u00e9hension pr\u00e9cise des principes sous-jacents, sans amplification inutile des implications philosophiques.<\/p>\n<p><strong><u>La communication de Google<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> D\u2019o\u00f9 vient ce nom Willow\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> C\u2019est le nom d\u2019un film de fantasy. Mais tu en sais peut-\u00eatre plus\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Willow est un personnage nain mais je ne sais pas pourquoi ils ont choisi ce nom.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Google est connu pour ses annonces spectaculaires. Que penser de cette strat\u00e9gie de communication\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Expliquer la correction d\u2019erreur \u00e9tant difficile pour toucher le grand public, ils ont d\u00e9plac\u00e9 le curseur vers les comparaisons de temps de calcul, mais elles sont abusives. Cela pose un probl\u00e8me d\u2019int\u00e9grit\u00e9 scientifique.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Les affirmations comme le calcul &#8220;septillionnaire&#8221; ou les r\u00e9f\u00e9rences aux mondes multiples sont-elles un atout ou un risque pour leur cr\u00e9dibilit\u00e9 scientifique ?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Ces affirmations sont un atout sur le plan marketing, car elles attirent \u00e9norm\u00e9ment l\u2019attention des m\u00e9dias et du public. Elles positionnent Google comme un leader dans le domaine du calcul quantique. Mais cela peut aussi nuire \u00e0 leur cr\u00e9dibilit\u00e9 scientifique. Les comparaisons avec des superordinateurs, par exemple, occultent les limitations actuelles des ordinateurs quantiques, qui sont encore loin de surpasser les solutions classiques pour la r\u00e9solution de probl\u00e8mes pratiques.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Pourquoi Google choisit-il d\u2019insister sur des benchmarks qui n\u2019ont pas d\u2019application pratique\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Peut-\u00eatre parce que peu de gens se rendent compte de l\u2019entourloupe. Seuls les sp\u00e9cialistes pointus du calcul quantique connaissent l\u2019astuce. Pas vu, pas pris ! C\u2019est comme en politique. C&#8217;est d&#8217;ailleurs encore d\u00e9battu entre sp\u00e9cialistes du domaine.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Google a-t-il une responsabilit\u00e9 dans la mani\u00e8re dont il communique aupr\u00e8s du grand public\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Absolument. En tant que leader technologique, Google influence fortement la perception publique du calcul quantique. Leur communication devrait donc \u00e9quilibrer l\u2019enthousiasme et la rigueur scientifique. Exag\u00e9rer les capacit\u00e9s des ordinateurs quantiques ou simplifier les concepts pourrait cr\u00e9er des attentes irr\u00e9alistes, ce qui risque de d\u00e9cevoir \u00e0 long terme. Une communication plus pr\u00e9cise, qui explique \u00e0 la fois les avanc\u00e9es et les limites, permettrait de construire une compr\u00e9hension plus solide et durable du domaine.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Comment se comportent les concurrents de Google, tels qu\u2019IBM\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Ils sont bien plus sages et respectueux de l\u2019int\u00e9grit\u00e9 scientifique. En 2023, par exemple, IBM a communiqu\u00e9 plus prudemment sur la notion de \u00ab\u00a0quantum utility\u00a0\u00bb autour d\u2019algorithmes NISQ pour qubits bruit\u00e9s \u00e0 partir de 127 qubits, et exploitant la technique de la mitigation d\u2019erreurs quantiques. Ils ont publi\u00e9 avec leurs partenaires des benchmarks document\u00e9s. Mais ils n\u2019ont pas pr\u00e9tendu avoir atteint un avantage quantique ni brandi de chiffres mirobolants. Il en va de m\u00eame de ce qu\u2019ont pu faire Quantinuum et QuEra par exemple.<\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Quels seraient tes conseils pour am\u00e9liorer la communication de Google et de ses concurrents dans ce domaine\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Google pourrait adopter une approche plus \u00e9quilibr\u00e9e, en mettant davantage l\u2019accent sur les d\u00e9fis qu\u2019ils rencontrent et sur les implications \u00e0 long terme de leurs travaux.<\/p>\n<p>Par exemple\u202f:<\/p>\n<ol>\n<li>Insister sur les \u00e9tapes interm\u00e9diaires vers des applications pratiques, plut\u00f4t que sur des comparaisons extr\u00eames.<\/li>\n<li>\u00catre transparents sur les limites actuelles des technologies quantiques, tout en expliquant comment ces d\u00e9fis sont abord\u00e9s.<\/li>\n<li>Proposer des r\u00e9cits qui int\u00e8grent des perspectives acad\u00e9miques et industrielles, pour montrer comment leurs travaux s\u2019inscrivent dans une dynamique collective.<\/li>\n<li>\u00c9viter de m\u00e9langer des sp\u00e9culations philosophiques, comme les mondes multiples, avec des r\u00e9sultats techniques, afin de maintenir une clart\u00e9 scientifique.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Une telle strat\u00e9gie renforcerait leur cr\u00e9dibilit\u00e9 et favoriserait une compr\u00e9hension plus claire des progr\u00e8s r\u00e9els dans le domaine du calcul quantique. Mais libre \u00e0 eux \u00e9videmment de faire ce qu\u2019ils veulent.<\/p>\n<p><strong><u>D\u00e9fis restants<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> Quels sont les principaux d\u00e9fis qui restent \u00e0 relever pour Google et pour l\u2019industrie en g\u00e9n\u00e9ral afin de construire des ordinateurs FTQC\u202f?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> Les d\u00e9fis pour atteindre des ordinateurs quantiques tol\u00e9rants aux fautes sont multiples et interd\u00e9pendants\u202f:<\/p>\n<ol>\n<li><strong>Correction d\u2019erreurs pour les portes non-Clifford.<\/strong> Les portes T, essentielles pour les acc\u00e9l\u00e9rations exponentielles, n\u00e9cessitent des ressources consid\u00e9rables, notamment la distillation d\u2019\u00e9tats magiques. Google et d\u2019autres travaillent sur des m\u00e9thodes plus efficaces comme la &#8220;cultivation&#8221; d\u2019\u00e9tats magiques.<\/li>\n<li><strong>\u00c9largissement des puces.<\/strong> Construire des puces avec 10\u202f000 qubits physiques ou plus, tout en maintenant les fid\u00e9lit\u00e9s actuelles, est un d\u00e9fi technologique majeur. Cela n\u00e9cessite \u00e9galement une ma\u00eetrise de la fabrication en salle blanche.<\/li>\n<li><strong>Interconnexions entre puces.<\/strong> Les puces supraconductrices, comme Willow, devront \u00eatre reli\u00e9es par des guides d\u2019ondes micro-ondes ou des transducteurs optiques, des technologies encore \u00e0 un faible niveau de maturit\u00e9.<\/li>\n<li><strong>\u00c9lectronique et cryog\u00e9nie.<\/strong> Avec des milliers de qubits, le c\u00e2blage, les syst\u00e8mes de contr\u00f4le et les solutions cryog\u00e9niques devront \u00eatre repens\u00e9s pour rester scalables et \u00e9conomiquement viables.<\/li>\n<li><strong>Applications pratiques.<\/strong> D\u00e9velopper des algorithmes adapt\u00e9s \u00e0 ces architectures est tout aussi crucial. Les progr\u00e8s en chimie quantique et en optimisation combinatoire, par exemple, n\u00e9cessiteront des ressources massives, avec des millions de qubits physiques pour atteindre des qubits logiques de haute fid\u00e9lit\u00e9.<\/li>\n<\/ol>\n<p><strong>Fanny :<\/strong> est-ce que l\u2019annonce de Willow modifie le calendrier vers le FTQC\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier :<\/strong> cela reste un objectif long terme. Entre 5 et 10 ans pour obtenir une centaine de qubits logiques et au moins une quinzaine d\u2019ann\u00e9es pour obtenir 4000 qubits logiques. Au nez.<\/p>\n<p><strong><u>R\u00e9ponse chinoise<\/u><\/strong><\/p>\n<p><strong>Fanny<\/strong>\u00a0: quelle a \u00e9t\u00e9 la r\u00e9ponse des chinois\u00a0?<\/p>\n<p><strong>Olivier<\/strong>\u00a0: Elle est arriv\u00e9e en deux temps. D\u2019abord avec l\u2019annonce r\u00e9chauff\u00e9e d\u2019un processeur de 504 qubits. Puis d\u2019une supr\u00e9matie quantique obtenue avec 105 qubits, le m\u00eame nombre de qubits que Willow. Cette synchronicit\u00e9 est \u00e9tonnante mais peut s\u2019expliquer. Le nombre 105 est li\u00e9 \u00e0 la disposition en maillage \u00e0 45\u00b0 des qubits.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thequantuminsider.com\/2024\/12\/06\/china-introduces-504-qubit-superconducting-chip\/\">China Introduces 504-Qubit Superconducting Chip<\/a> by Matt Swayne, The Quantum Insider, December 2024.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2412.11924\">Establishing a New Benchmark in Quantum Computational Advantage with 105-qubit Zuchongzhi 3.0 Processor<\/a> by Dongxin Gao, Jian-Wei Pan et al, arXiv, December 2024 (16 pages).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2412.13849\">99.9%-fidelity in measuring a superconducting qubit<\/a> by Can Wang, Jian-Wei Pan et al, arXiv, December 2024 (12 pages).<\/p>\n<p><strong><u>Actualit\u00e9 des startups fran\u00e7aises<\/u><\/strong><\/p>\n<p>Parlons des startups fran\u00e7aise et de leurs annonces r\u00e9centes.<\/p>\n<p><strong>Quobly et STMicroelectronics<\/strong><\/p>\n<p>Lors de la Q2B Santa Clara, Quobly et STMicroelectronics annon\u00e7aient un partenariat pour la production de puces pour les qubits et pour l\u2019\u00e9lectronique basse temp\u00e9rature. Cette annonce est importante car elle permet \u00e0 Quobly de travailler avec un partenaire qui peut customiser en mode \u00ab cod\u00e9veloppement \u00bb la fabrication de ses puces.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.ecranmobile.fr\/Quobly-et-STMicroelectronics-un-partenariat-strategique-pour-revolutionner-le-calcul-quantique-a-grande-echelle_a77392.html\">https:\/\/www.ecranmobile.fr\/Quobly-et-STMicroelectronics-un-partenariat-strategique-pour-revolutionner-le-calcul-quantique-a-grande-echelle_a77392.html<\/a><\/p>\n<p><strong>Quandela<\/strong><\/p>\n<p>Bien plus discr\u00e8tement, l\u2019\u00e9quipe de Quandela a publi\u00e9 il y a quelques jours un int\u00e9ressant preprint sur la g\u00e9n\u00e9ration de cluster states de photons intriqu\u00e9s qui a l\u2019air d\u2019\u00eatre plusieurs ordres de grandeur plus efficace que ce que leur concurrent PsiQuantum essaye de faire. C\u2019est un progr\u00e8s certain dans la direction du calcul \u00e0 tol\u00e9rance aux fautes \u00e0 base de photons.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/2412.08611\">Minimizing resource overhead in fusion-based quantum computation using hybrid spin-photon devices<\/a> by Stephen C. Wein, Timoth\u00e9e Goubault de Brugi\u00e8re, Luka Music, Pascale Senellart, Boris Bourdoncle, and Shane Mansfield, arXiv, December 2024 (22 pages).<\/p>\n<p>On se retrouve, l\u00e0, c\u2019est s\u00fbr,\u00a0fin janvier ou d\u00e9but f\u00e9vrier pour le prochain \u00e9pisode.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bienvenue dans ce 65e \u00e9pisode de Quantum, le podcast de l\u2019actualit\u00e9 quantique. Nous avions initialement pr\u00e9vu de faire rel\u00e2che en fin d\u2019ann\u00e9e et de reprendre le volant d\u00e9but f\u00e9vrier mais l\u2019actualit\u00e9 nous a rattrap\u00e9s. L\u2019annonce r\u00e9cente de Google avec sa puce Willow a d\u00e9fray\u00e9 la chronique et surtout m&#8217;a bien titill\u00e9. 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