Annonce de la puce quantique Willow de Google et sa signification

 (scottaaronson.blog)
3 points par GN⁺ 2024-12-11 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp
  • Le groupe Google Quantum a dévoilé, à l’occasion de Q2B, Willow, une puce supraconductrice de 105 qubits, en présentant à la fois un qubit à correction d’erreurs fondé sur le code de surface et une expérience de Random Circuit Sampling de plus grande ampleur
  • Le résultat scientifique le plus marquant est que, lorsque la taille du code de surface passe de 3×3→5×5→7×7, la durée de vie du qubit logique encodé s’allonge, ce qui peut être vu comme le franchissement d’un seuil important pour la correction d’erreurs quantiques
  • Cela dit, pour ce que Google appelle un qubit tolérant aux pannes « réel », il faut une porte tolérante aux pannes à 2 qubits avec un taux d’erreur d’environ 10^-6 ; cette expérience se limite à la création d’un seul qubit encodé
  • La nouvelle expérience de Random Circuit Sampling atteint l’échelle de 105 qubits et 40 couches de portes ; selon le meilleur algorithme de simulation actuellement connu et en prenant comme référence un supercalculateur exascale, une simulation classique demanderait environ 300 millions d’années, ou environ 10^25 années si la mémoire devient la contrainte principale
  • Pour la même raison, il est aussi difficile de vérifier directement les résultats sur un ordinateur classique ; la force de persuasion de cette expérience repose donc sur une vérification indirecte, consistant à extrapoler vers de grands circuits des résultats confirmés sur des circuits plus petits

Annonce de Willow et progrès depuis 2019

  • Le groupe Google Quantum a officiellement annoncé Willow, une nouvelle puce supraconductrice de 105 qubits
    • L’annonce comprend une démonstration de qubits de code de surface corrigés des erreurs
    • Une expérience de suprématie quantique de plus grande ampleur fondée sur le Random Circuit Sampling a également été présentée
  • Cette avancée technique correspond, sur le fond, aux mêmes résultats de base que le préprint lié à la tolérance aux pannes que Google avait publié sur arXiv en août 2024
    • Ce qui change, c’est l’arrivée du nom officiel de la puce, Willow, d’un article dans Nature, de détails supplémentaires et d’une campagne de communication d’ampleur
  • Depuis l’annonce initiale de la suprématie quantique par Google en 2019, le nombre de qubits de la puce a à peu près doublé et le temps de cohérence des qubits a été multiplié par cinq
    • La fidélité des portes à 2 qubits atteint environ 99,7 % pour la porte controlled-Z et 99,85 % pour la porte iswap
    • En 2019, elle était d’environ 99,5 %

Le seuil franchi en correction d’erreurs

  • Le résultat le plus important sur le plan scientifique est que le qubit logique encodé a tenu plus longtemps à mesure que la taille du code de surface augmentait
    • La taille du code est passée à 3×3, 5×5, 7×7
    • Au lieu qu’un système plus grand devienne plus instable, la structure de correction d’erreurs a effectivement prolongé sa durée de vie
  • Cela est interprété comme un franchissement d’un seuil important vers la tolérance aux pannes en calcul quantique
    • C’est l’une des conditions nécessaires à un calcul quantique extensible capable de conserver un qubit logique longtemps et d’effectuer des opérations dessus
  • Selon Sergio Boixo de Google, pour que Google considère qu’il s’agit d’un qubit tolérant aux pannes « réel », il faut une porte tolérante aux pannes à 2 qubits avec un taux d’erreur d’environ 10^-6
    • Cela correspond à la capacité d’effectuer environ un million d’opérations tolérantes aux pannes avant qu’une erreur ne survienne
    • Cette expérience a produit un seul qubit encodé, sans tenter d’opérations encodées ni d’opérations entre plusieurs qubits encodés

L’ampleur de l’expérience de Random Circuit Sampling

  • Google a aussi annoncé sur Willow une nouvelle expérience de suprématie quantique fondée sur le Random Circuit Sampling
    • Elle utilise 40 couches de portes sur une puce de 105 qubits
  • Le coût de simulation classique calculé par Google se base sur le meilleur algorithme actuellement connu et sur un supercalculateur exascale
    • En l’absence de contrainte mémoire majeure : environ 300 millions d’années
    • Si la mémoire devient le facteur limitant : environ 10^25 années
    • À titre de comparaison, le temps écoulé depuis le Big Bang est d’environ 10^10 années
  • Ces chiffres paraissent plausibles au regard des algorithmes de simulation actuellement connus
    • Il reste possible que de meilleures méthodes de simulation classique soient découvertes
    • En parallèle, l’expérience elle-même pourrait aussi progresser rapidement

Une suprématie quantique difficile à vérifier directement

  • Le principal point d’attention est que la vérification directe des résultats de Random Circuit Sampling est, pour la même raison, extrêmement difficile de manière classique
    • Si un ordinateur classique mettait environ 10^25 années à simuler le calcul quantique, il pourrait aussi lui falloir environ 10^25 années pour calculer directement et vérifier le score de Linear Cross-Entropy des sorties
  • La nouvelle expérience de suprématie quantique de Willow repose donc sur une vérification indirecte
    • Les résultats sont vérifiés sur des circuits plus petits que des ordinateurs classiques peuvent encore confirmer
    • Puis ces résultats sont extrapolés à des circuits plus grands
  • Il n’y a pas, semble-t-il, de raison particulière de douter de cette extrapolation, mais ce cas montre pourquoi il est nécessaire de disposer, à court terme, d’expériences de suprématie quantique pouvant être vérifiées efficacement
    • Le constat est que nous sommes déjà entrés profondément dans une zone où la vérification directe devient difficile

Le débat sur l’interprétation des mondes multiples et les limites de cette expérience

  • Hartmut Neven, dirigeant de Google Quantum AI, mentionne l’argumentation de David Deutsch dans les années 1990 selon laquelle les ordinateurs quantiques conduisent à accepter la réalité des mondes multiples à la Everett
  • L’expérience Willow n’apporte rien de nouveau à cet ancien débat
    • Elle constitue une nouvelle confirmation des prédictions de la mécanique quantique
    • La question de ce que ces prédictions signifient pour notre compréhension du réel reste débattue depuis les années 1920

La concurrence entre plateformes de qubits

  • Willow constitue un résultat positif pour Google et pour l’approche des qubits supraconducteurs
    • Ces dernières années, les approches par trapped-ion et neutral-atom semblaient prendre l’avantage, avec des résultats impressionnants de Quantinuum et QuEra notamment
  • Les concurrents devront eux aussi montrer que la durée de vie des qubits logiques s’améliore à mesure que la taille du code augmente
    • Au-delà, ils devront démontrer des opérations sur qubits logiques franchissant le seuil sans postselection
  • Les qubits trapped-ion ont l’avantage de pouvoir être déplacés, et la fidélité de leurs portes à 2 qubits semble supérieure à celle de l’approche supraconductrice
  • Les qubits supraconducteurs ont pour avantage que leurs portes sont environ 1000 fois plus rapides
    • Cela permet de mener des expériences nécessitant la collecte de plusieurs millions d’échantillons

Scepticisme et réactions extérieures

  • Le sceptique du calcul quantique Gil Kalai estime qu’il faut traiter avec prudence les affirmations extraordinaires de Google Quantum AI et qu’une erreur méthodologique reste possible
    • L’essentiel de ses écrits se concentre sur la réanalyse des données de l’expérience de suprématie quantique de Google en 2019
  • Une objection lui est opposée : l’expérience de 2019 a déjà été suivie par les nouveaux résultats de Google et par des expériences de Random Circuit Sampling d’autres institutions
    • IBM, Quantinuum, QuEra et l’USTC ont eux aussi rapporté de bons résultats dans des expériences de Random Circuit Sampling
  • La réaction de Sabine Hossenfelder est jugée, sur les faits, assez proche, mais formulée dans un registre bien plus négatif
    • Après avoir longtemps vu des non-résultats en calcul quantique présentés de façon exagérée ou peu honnête, la position ici est plutôt positive envers ce résultat, qui montre un véritable milestone et a été présenté sans contrevérité manifeste

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1 commentaires

 
GN⁺ 2024-12-11
Avis sur Hacker News

  • En lisant cet article, je me sens minuscule. Mon travail d’ingénieur logiciel, à utiliser des API et mettre à jour des lignes de base de données, paraît presque ridiculement puéril comparé à ce que je viens de lire
    J’ai même du mal à imaginer pourquoi je devrais essayer de comprendre ça, tant cela semble complètement inaccessible. Seule une infime élite paraît capable de toucher à ce genre de machine

    • On peut aussi essayer juste pour le plaisir, pour voir jusqu’où on peut aller. Devenir en meilleure santé peut sembler impossible pour une personne de 45 ans en obésité morbide, mais si on baisse ses attentes à un niveau réaliste et qu’on découpe ça en une routine gérable, on finit quand même par arriver quelque part
      Chercher des articles, combler beaucoup de lacunes et y consacrer quelques années de temps libre peut faire qu’au bout de 6 mois on sera déjà 6 mois plus proche qu’aujourd’hui. Avec ou sans raison particulière, c’est une chose qui mérite qu’on s’y intéresse par curiosité, et il ne faut pas oublier que si quelqu’un consacre sa vie à une seule chose, il ne la consacre naturellement pas à d’autres. Il y a aussi des domaines dans lesquels vous pouvez être meilleur, comme gravir des montagnes, faire des pizzas ou avoir de l’esprit dans les situations sociales
    • C’est similaire, mais un peu différent. Je suis tellement éloigné des domaines d’ingénierie de très haut niveau comme le quantique, la fusion, le LHC, l’astronomie ou l’IA que je me contente de survoler, boire un café, lever les sourcils et dire « intéressant », puis je retourne à mon quotidien
      Et ensuite j’essaie de me souvenir de ce que j’étais censé faire au travail, ah oui, implémenter des composants comme je le fais depuis une dizaine d’années. Le problème, c’est qu’on ne peut pas à la fois refuser d’abandonner cette zone de confort, bien payée et supportable, et en même temps espérer passer pour un expert dans un domaine ou prendre des responsabilités. C’est là que surgissent le syndrome de l’imposteur et l’évitement des responsabilités, et j’ai vraiment besoin de vacances
    • J’ai eu exactement cette réaction hier en lisant l’annonce officielle de Willow
      J’ai passé l’après-midi d’hier et ce matin à apprendre tout ce que je pouvais, et maintenant j’ai au moins une compréhension très superficielle de la cohérence quantique, de la superposition et des relations de phase. Donc c’est possible. Maintenant je vais aller apprendre l’algèbre linéaire
    • Nous sommes petits dans tous les domaines où nous ne sommes pas experts, c’est-à-dire dans la quasi-totalité d’entre eux. Depuis 50 ans, le domaine de l’informatique s’est énormément étendu pour inclure d’innombrables spécialités, et même à l’intérieur de ce domaine il est impossible de tout connaître à un niveau expert
      Si vous voulez approfondir l’informatique quantique, je recommande vivement le livre de Scott Aaronson, “Quantum Computing since Democritus”. Même avec des bases en physique et en maths, son style est vivant et captivant, et il reformule de manière originale et condensée des choses qu’on connaissait déjà. Par exemple, son explication de l’argument diagonal de Cantor, ou l’idée que la mécanique quantique est une conséquence naturelle du fait que les « probabilités négatives » existent réellement, sont à mes yeux d’excellentes intuitions que j’ai souvent réutilisées
      Il est aussi utile de comprendre les limites de l’informatique quantique. Au final, ce que nous verrons probablement, ce sera par exemple une API QaaS permettant de factoriser de grands nombres. Sans connaître l’algorithme de Shor ni les détails d’implémentation, on obtiendra des réponses exponentiellement plus vite qu’avec les méthodes classiques. Je ne m’attends pas à des ordinateurs quantiques de bureau, à des langages dédiés ni à des logiciels grand public tournant dessus. Bien sûr, un jour quelqu’un fera tourner Doom dessus, mais ce sera dans plusieurs décennies
      https://www.alibris.com/booksearch?mtype=B&keyword=quantum+c...
    • Il y a aussi de bons points de départ. Cela dit, je n’ai compris qu’une toute petite partie de ce qu’il y a dedans
      https://podcast.clearerthinking.org/episode/208/scott-aarons...
      https://quantum.country

  • Le problème résolu prendrait apparemment environ 10^24 ans sur un ordinateur classique, mais c’est un problème dont personne ne se soucie à part les chercheurs en quantique
    Ce serait bien de résoudre un problème qui intéresse aussi des gens hors du domaine, ne serait-ce qu’un problème du voyageur de commerce avec n=10, ou la factorisation d’un nombre à 10 chiffres. D’ici là, les ordinateurs quantiques restent dans la même catégorie que la fusion commerciale. Les « percées » abondent, mais les résultats sont nuls
    La comparaison avec la recherche sur le cancer met bien la différence en lumière. Les annonces annuelles du type « une percée qui pourrait guérir le cancer ! » ont presque disparu, remplacées par des progrès réguliers et concrets

    • Plutôt que « personne en dehors des chercheurs en quantique ne s’intéresse à ce problème », la meilleure question est peut-être : pourquoi le reste d’entre nous ne s’intéresse-t-il pas aux mêmes choses ? Si, en 2014, on s’était demandé pourquoi les chercheurs en réseaux neuronaux s’intéressaient à certains problèmes, on ne sait pas où on en serait aujourd’hui
      La foi et la vision sont, même en technologie, des choses véritablement spirituelles
    • Google dit aussi que l’étape suivante consiste à trouver des problèmes applicables au monde réel. https://blog.google/technology/research/google-willow-quantu...
      « Le prochain défi pour ce domaine est de démontrer le premier calcul “utile, au-delà des capacités classiques”, pertinent pour des applications réelles, sur les puces quantiques d’aujourd’hui »
    • Cela n’aura absolument rien à voir avec la résolution du problème du voyageur de commerce
      Plus important encore, cette ligne d’expérimentation vise à réfuter l’idée selon laquelle des phénomènes physiques inattendus viendraient briser le passage à l’échelle des calculs. Je ne connais personne de crédible qui affirme que les expériences actuelles sont utiles à quelque chose de pratique
    • Plus important encore, cette durée n’a en réalité pas été vérifiée d’une quelconque manière. Elle pourrait être fausse
      En tant que parfait profane, je ne comprends pas pourquoi ce jalon ne porte pas sur un problème difficile classiquement mais facile à vérifier. Cela me paraît d’autant plus étrange qu’on entend depuis longtemps que l’informatique quantique cassera très facilement des chiffres que les ordinateurs ordinaires ne peuvent pas percer
    • Les problèmes auxquels sont confrontées les compagnies aériennes qui n’utilisent pas un modèle en hub-and-spoke pourraient peut-être constituer un bon marché pour l’informatique quantique. Je me trompe peut-être complètement, mais il y a énormément de variables, de permutations et d’options à examiner

  • L’argument en faveur de l’interprétation des mondes multiples à la Everett — en gros, « si le calcul n’a pas été externalisé à des univers parallèles, où aurait-il bien pu se produire ? » — ne me semble pas logique.
    Ces univers parallèles exécutent eux aussi le même calcul en même temps ; ne sont-ils donc pas eux-mêmes en train de nous en « sous-traiter » une partie ? Dans ce cas, c’est à somme nulle, et je ne vois pas comment un gain de performance pourrait apparaître à l’échelle de l’ensemble des univers

    • L’interprétation des mondes multiples ne fonctionne pas comme ça. Le nombre d’univers n’est pas fixe, et il n’existe d’ailleurs pas réellement d’univers ou de lignes temporelles nettement séparés. Essayer de les compter, c’est un peu comme mesurer la longueur d’un littoral : si on zoome suffisamment, tout se mélange.
      Quand on exécute un ordinateur quantique, cela crée une « nouvelle ligne temporelle ». Bien sûr, des atomes ordinaires immobiles font aussi cela ; la difficulté, dans un ordinateur quantique, est de faire en sorte que cette bifurcation soit temporaire.
      Ainsi, un ordinateur quantique se divise en plusieurs versions de lui-même, chacune effectuant une partie du calcul, puis il combine les résultats. Ce n’est pas du map-reduce, et les façons de recombiner sont strictement limitées ; du point de vue classique, tout cela est étrange.
      On peut s’appuyer là-dessus pour défendre l’interprétation des mondes multiples, parce que le calcul recombiné a bien dû se produire quelque part. Plus le calcul est grand et dure longtemps, moins cela cadre avec l’interprétation de Copenhague. À proprement parler, ce n’est pas contradictoire avec la théorie de l’onde pilote, mais celle-ci revient à prendre l’interprétation des mondes multiples et à y ajouter : « Tu vois cette ligne temporelle-ci ? C’est la vraie, et toutes les autres sont fausses. Oui, tous les calculs nécessaires pour les implémenter ont bien lieu, mais ils n’ont simplement pas la propriété de “réalité”. »
      Mais dans ce cas, la théorie de l’onde pilote n’est pas compatible avec le computationnalisme, et donc pas non plus avec des concepts comme l’upload de l’esprit. On peut bien sûr accepter cette conclusion
    • La formule « si le calcul n’a pas été externalisé à des univers parallèles, où aurait-il bien pu se produire ? » me paraît étroite d’esprit vue par un profane généraliste en informatique. J’y sens un biais en faveur des modes de calcul que nous concevons physiquement et formalisons mathématiquement.
      Je ne suis pas opposé au multivers en soi, mais s’il faut choisir entre « un calcul à la Turing a eu lieu, et il fallait donc des univers parallèles » et « quelque chose d’anti-intuitif et encore mal compris s’est produit dans l’univers où nous vivons », je miserais sur la seconde option
    • Pour souligner une phrase de l’article : cette expérience n’ajoute rien de nouveau au vieux débat « interprétation des mondes multiples contre les autres ». Une interprétation tout aussi possible, et peut-être conceptuellement plus simple, de l’expérience est que les qubits sont brièvement placés dans un état de superposition de plusieurs chaînes de bits, que quelques opérations sont effectuées, puis que la mesure fait s’effondrer cette superposition en une seule chaîne de bits déterminée. Pas besoin de multivers
    • Pour que cela fonctionne, il suffit de concevoir un système où la grande majorité des univers donne la bonne réponse.
      On commence au minimum avec un univers par possibilité, de sorte que tous les chemins du code soient calculés. Ensuite, on ajoute un mécanisme qui crée beaucoup plus d’univers quand le bon résultat apparaît. On se retrouve alors avec 1 univers pour chaque mauvais résultat, et 2^300 univers uniquement pour le bon. En lançant cela, on obtiendrait la bonne réponse avec une probabilité de 99,99999 %.
      Je ne cherche pas à défendre cette interprétation, mais du point de vue des mondes multiples, on voit facilement comment cela pourrait être possible. En pratique, la correction d’erreurs devient un mécanisme destiné à créer plus d’univers avec la bonne réponse qu’avec les mauvaises, et c’est ainsi que tout l’ensemble fonctionne. C’est une manière assez raisonnable de penser à la correction d’erreurs quantiques. C’est en effet un mécanisme qui favorise les bonnes réponses observées ; dans les mondes multiples, cela signifie qu’il crée davantage d’univers avec la bonne réponse
    • Le résultat est le même dans tous les univers. Il y a une sorte de logique de map-reduce : on disperse puis on rassemble. Chaque univers calcule une partie du problème, puis tous ces résultats sont additionnés pour produire le résultat final, et ce résultat se retrouve dans tous les univers.
      Cette logique me paraît convaincante. Mais j’y croyais déjà, donc je suis sans doute biaisé

  • Je ne comprends pas la partie disant que « pour simuler ce calcul quantique sur un ordinateur classique, il faudrait environ 10^25 ans, et c’est exactement pour la même raison qu’il faudrait aussi environ 10^25 ans à un ordinateur classique pour vérifier directement le résultat de l’ordinateur quantique ».
    N’existe-t-il pas beaucoup de problèmes dont la résolution est longue mais dont la vérification est triviale ? Par exemple la factorisation d’un très grand nombre qui serait le produit de quelques très grands nombres premiers. On n’est peut-être pas à l’échelle de 10^25 ans, mais tout de même, non ?

    • Ce calcul revient, à très gros traits et avec beaucoup de gesticulation, à initialiser un état arbitraire ; et le fait qu’un ordinateur classique ne puisse pas calculer en un temps raisonnable si cet état a été initialisé aléatoirement est bien connu.
      Si cela a piégé tant de gens, c’est parce que cela sonne un peu comme « on a prouvé P≠NP ». La clé de compréhension est A) de bien s’accrocher au mot ce dans « ce calcul », et B) de se rappeler que la factorisation est une application plausible de l’informatique quantique.
      Si B semble contredire le reste, la réponse simple est : « oui, mais les ordinateurs quantiques ne sont pas encore assez grands pour faire de la factorisation ».
      Comme l’article le suggère un peu de biais, si quelqu’un trouvait un calcul qui soit A) impossible à effectuer classiquement en temps raisonnable, B) réalisable sur un très petit ordinateur quantique, et C) vérifiable par un ordinateur classique en temps raisonnable, beaucoup de chercheurs s’enthousiasmeraient

  • Le matériel progresse, mais il y a un problème : il n’existe pas d’algorithmes à exécuter sur les ordinateurs quantiques. En dehors de l’algorithme de Shor, utile pour casser RSA, il n’y a rien.
    On n’a que des idées vagues disant que cela pourrait être utile pour la simulation quantique ou l’optimisation. Si un ordinateur quantique pleinement fonctionnel apparaissait demain, qu’y ferait-on tourner ? C’est le vide.
    Le seul espoir, c’est une percée dans les algorithmes quantiques, mais on n’en voit pas, et il n’y a pas beaucoup d’avancées non plus sur ce front. En plus, Zapata Computing, l’entreprise d’algorithmes quantiques la mieux financée, a fait faillite cette année

    • Pour Zapata Computing, disons qu’il est assez difficile de gagner de l’argent en développant des algorithmes pour un ordinateur magique imaginaire
    • On pourrait commencer par simuler la chimie quantique. Quoique, à ce stade, ce serait moins une simulation que l’exécution directe de chimie quantique
    • Il va falloir étayer un peu cela. Le fait qu’il n’existe pas d’algorithmes d’ordinateur quantique utiles aux développeurs publicitaires aléatoires de HN n’a pas grande signification
    • Ce n’est pas vrai. Il existe beaucoup d’algorithmes quantiques.
      https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_algorithm

  • Article connexe : Willow, Our Quantum Chip
    https://news.ycombinator.com/item?id=42367649

  • En résumé, les résultats sont réels, et le point impressionnant est qu’à mesure qu’on augmente le nombre de qubits, ils semblent survivre plus longtemps au lieu de survivre moins longtemps. Le mauvais côté, c’est que les résultats ne sont pas validés explicitement, mais seulement confirmés par extrapolation

    • On mélange deux résultats différents
      a) la correction d’erreurs exige au départ un niveau d’erreur faible pour pouvoir amplifier le signal, et on a enfin atteint ce point ; des configurations de correction plus grandes traitent davantage d’erreurs
      b) un problème de benchmark « standard » calcule désormais à 100 % quelque chose qui n’est plus réellement calculable par une puce classique. Le problème, c’est qu’il est tellement quantique qu’il n’est même plus vérifiable par une puce classique

  • Pour parler de ce qui compte vraiment, à l’ère post-quantique, où faut-il investir ? Voici la version courte
    La puce quantique Willow de Google dépasse aujourd’hui largement les supercalculateurs et résout en quelques minutes des tâches qui prendraient des milliards d’années autrement. Si les progrès technologiques et de l’IA s’accélèrent, la suprématie quantique pourrait arriver plus tôt que dans les années 2030, contrairement aux prévisions des experts
    Les systèmes bancaires centralisés traditionnels peuvent migrer plus vite vers une cryptographie post-quantique sûre grâce au gel des virements, à la revérification des procédures et à une transition contrôlée vers de nouveaux protocoles. À l’inverse, les cryptomonnaies décentralisées ont du mal à coordonner des hard forks, et le passage à des algorithmes résistants au quantique pourrait allonger les signatures de transaction, faire fortement monter les frais et affaiblir la confiance
    Si les ordinateurs quantiques menacent le chiffrement actuel, des actifs réels comme l’immobilier ou les indices boursiers pourraient mieux conserver leur valeur que des actifs numériques comme les cryptomonnaies. Qu’en pensez-vous ?

    • C’est littéralement faux du début à la fin
      On dit que la puce quantique Willow de Google dépasse actuellement largement les supercalculateurs et résout en quelques minutes des tâches qui prendraient des milliards d’années ; mais de quel type de tâche de calcul parle-t-on exactement ?
    • Quand j’ai lu « parler de ce qui compte vraiment », j’ai tendu l’oreille, puis j’ai immédiatement perdu tout intérêt à « où investir »

  • Avant de faire intervenir des univers parallèles, pourquoi ne pas comparer ce système à l’énorme nombre de particules de la nature à l’échelle macroscopique ? 1 gramme contient 10^23=2^76 particules
    L’expérience de random circuit sampling de Google n’a utilisé que 67 qubits, soit presque un ordre de grandeur en dessous de 76. La puce avait 105 qubits, et l’expérience de correction d’erreurs en a utilisé 101 ; je me demande pourquoi
    Google a-t-il rencontré un problème en essayant d’exécuter le random circuit sampling sur tout le dispositif à 105 qubits ? Avant de dire que le calcul a invoqué des univers parallèles, j’aimerais d’abord voir qu’il ne peut pas être expliqué comme un état encodé classiquement dans les états des particules du système

    • L’univers sait somehow comment transformer le sable d’un sablier en un tas ordonné. Le simuler sur un ordinateur classique semble impossible, mais l’univers « calcule » pourtant le bon résultat en temps réel
      J’ai l’impression qu’il y a un fossé immense entre ce qui se produit réellement et ce qu’un ordinateur peut faire. Ça pourrait être pareil pour les ordinateurs quantiques
    • Le fait de s’étonner que « la puce avait 105 qubits et l’expérience de correction d’erreurs en a utilisé 101 » revient un peu à trouver étrange qu’un octet fasse 8 bits alors qu’un code de correction d’erreurs de Hamming en utilise 7
      C’est parce que cette méthode exige 3-7-15-... bits, et que la plus grande valeur compatible ici est 7
      Pour la correction d’erreurs de surface, c’est pareil : c’est simplement le plus grand nombre de la liste qui convienne. Pas besoin de théorie du complot, et cela n’a rien à voir non plus avec la capacité de fabrication qui détermine le nombre de qubits sur une seule puce
      [0] https://en.wikipedia.org/wiki/Hamming_code

  • L’affirmation selon laquelle « vérifier directement le résultat d’un ordinateur quantique avec un ordinateur classique prendrait aussi environ 10^25 ans » n’a pas beaucoup de sens. Il existe beaucoup de problèmes pour lesquels la vérification est bien plus facile que la résolution
    Pourquoi ne pas valider les affirmations en calcul quantique avec une telle approche ?

    • C’est précisément ce que dit l’auteur. Les chercheurs de ce domaine doivent résoudre des problèmes de test vérifiables rapidement pour gagner en crédibilité
      S’ils ne le font pas, c’est d’abord parce qu’il faut choisir une classe de problèmes aussi proche que possible des propriétés intrinsèques du dispositif de calcul pour atteindre des tailles maximales comme 10^25. Pour beaucoup de problèmes à vérification rapide, on ne peut pas aujourd’hui traiter des tailles aussi impressionnantes. De la même façon qu’un GPU n’est vraiment fort que sur des algorithmes « embarrassingly parallel » comme l’infographie ou l’algèbre linéaire, cette puce quantique n’est forte que sur certaines classes d’algorithmes qui n’exigent pas trop de cohérence
      Ensuite, une grande partie des usages potentiels sont difficiles à vérifier mais restent très utiles et intéressants : prévision météo et climatique, simulation de chimie quantique, simulations nucléaires du Department of Energy, etc. La cryptographie est plutôt une exception du fait qu’elle produit des résultats faciles à vérifier
    • Il me semble que l’auteur de ce blog dit exactement cela
    • C’est parce qu’à l’heure actuelle, on ne connaît pas de problème qui soit à la fois exécutable sur ce type de dispositif, doté de l’accélération exponentielle espérée et accompagné d’un algorithme classique de vérification rapide. C’est précisément le point de l’auteur, et il soutient depuis longtemps qu’il est important d’étudier des exemples de ce genre
    • Le tweet cité par Hossenfelder aborde ce point de front [1]. Pour qu’un ordinateur quantique simule réellement quelque chose, il faudrait un facteur de quatre ordres de grandeur de qubits en plus
      D’ici là, on risque de rester sur des problèmes jouets, à moins d’avoir quelque chose comme les algorithmes de test intermédiaires évoqués par Aaronson. Mais si de tels algorithmes existent, ils permettraient une réfutation facile disant que les ordinateurs quantiques n’ont pas d’avantage, ce qui réduirait leur valeur en termes de PR
      [1] https://x.com/skdh/status/1866352680899104960
    • Et si le choix de ce type de problèmes n’était pas un hasard ? On dirait qu’on arrive, d’une manière ou d’une autre, à obtenir d’un système quantique un volume de calcul bien au-delà de ce qu’un système classique peut faire, sans pour autant réussir à en extraire une information utile. Hum.