La Chine vient peut-être de prendre la tête de la course à l’informatique quantique

La Chine a peut-être pris la tête de la course à l’informatique quantique pratique en annonçant récemment qu’elle a battu un record pour résoudre un problème complexe.

En 2019, Google a signalé que son processeur Sycamore de 53 qubits avait accompli en 3,3 minutes une tâche qui aurait pris au moins 2,5 jours à un supercalculateur traditionnel. En octobre dernier, le processeur quantique chinois Zuchongzhi 2 de 66 qubits aurait accompli la même tâche 1 million de fois plus rapidement. Ce processeur a été développé par une équipe de chercheurs du Centre d’excellence en information quantique et en physique quantique de l’Académie chinoise des sciences, en collaboration avec l’Institut de physique technique de Shanghai et l’Institut des microsystèmes et des technologies de l’information de Shanghai.

Les supercalculateurs traditionnels comme ceux de l’armée américaine et du 56e institut de recherche des Armées de libération des peuples sont utilisés pour effectuer des simulations complexes pour la conception d’équipements, traiter des images et des signaux pour repérer des cibles et des points d’intérêt, et analyser des océans de données pour comprendre les tendances et les connexions cachées. Mais certaines tâches restent gourmandes en temps et en ressources, car même les plus petits bits informatiques nécessitent du temps pour basculer entre 1 et 0.

Les ordinateurs quantiques supraconducteurs peuvent contourner les limites physiques en créant une superposition des valeurs 1 et 0. Essentiellement, les bits de calcul standard doivent être soit un 1 soit un 0. Mais à des températures extrêmement basses, les propriétés physiques de la matière subissent des changements significatifs. Les ordinateurs quantiques supraconducteurs profitent de ces changements pour créer des qubits (bits quantiques), qui ne sont pas limités par les obstacles de traitement auxquels sont confrontés les ordinateurs traditionnels. Les qubits peuvent être à la fois 1 ou 0, simultanément. Cela promet d’accélérer énormément le calcul, permettant des assauts sur des problèmes désormais indéchiffrables comme le décryptage de codes actuellement incassables, poussant l’IA et l’apprentissage automatique vers de nouveaux sommets et la conception de matériaux, de produits chimiques et de médicaments entièrement nouveaux.

Les puissances scientifiques et militaires mondiales dépensent des milliards de dollars dans la course pour transformer cette promesse en réalité. La Chine a enregistré plusieurs avancées notables ces dernières années. En 2020, l’Université des sciences et technologies de Chine, qui abrite le célèbre spécialiste chinois de l’informatique quantique Pan Jianwei, a mené les premières communications quantiques spatiales, en utilisant le satellite Micius pour créer une liaison de données ultra-sécurisée entre deux stations au sol séparées par plus de 1 000 milles.

En octobre, une équipe chinoise a rapporté que son processeur léger Jiuzhang 2 pouvait accomplir une tâche en une milliseconde qu’un ordinateur conventionnel aurait besoin de 30 000 milliards d’années pour terminer. Cette percée a marqué une nouvelle vitesse de pointe pour un processeur quantique dont les qubits sont basés sur la lumière et non supraconducteurs. Les états quantiques nécessaires au fonctionnement des ordinateurs supraconducteurs sont délicats, peuvent être instables et sont susceptibles de provoquer un grand nombre d’erreurs. Cependant, les supercalculateurs basés sur la lumière ont aussi leurs inconvénients, car il est difficile d’augmenter le nombre de photons dans ce type d’ordinateur quantique, en raison de leur état délicat. Il reste à voir quelle méthode sera la plus répandue.

Ces réalisations découlent de l’accent mis par Pékin sur la recherche en informatique quantique. La Chine investirait 10 milliards de dollars dans le domaine et affirme avoir augmenté ses dépenses nationales de R&D de 7% l’année dernière. En revanche, le gouvernement américain a consacré 1,2 milliard de dollars à la recherche en informatique quantique en 2018 dans le cadre d’une nouvelle stratégie nationale. L’année dernière, le Sénat a adopté un projet de loi pour créer une direction de la technologie et de l’innovation à la National Science Foundation, et ajouter 29 milliards de dollars pour la recherche sur l’informatique quantique et l’intelligence artificielle de 2022 à 2026, mais il attend la réconciliation avec un projet de loi similaire adopté par la Chambre le mois dernier. .

Les chercheurs, entreprises et agences chinois détiennent désormais plus de brevets dans la technologie quantique que les États-Unis (bien que les entreprises américaines en aient davantage dans le domaine spécifique de l’informatique quantique), au milieu d’allégations selon lesquelles ces avancées bénéficient de travaux américains volés. Il y a un an, le Département du commerce a mis sur liste noire sept entités de superinformatique pour leur association avec l’Armée populaire de libération. De plus, il existe des preuves que le gouvernement chinois a volé des données gouvernementales et commerciales cryptées des États-Unis, les stockant jusqu’au jour où les ordinateurs quantiques pourront casser le cryptage d’aujourd’hui.

Nous sommes encore à quelques années d’un véritable avènement de l’informatique quantique. Actuellement, la plupart des ordinateurs quantiques sont capables de fonctionner de manière cohérente avec environ 50 qubits. Pour réaliser le plein potentiel de l’informatique quantique dans le décryptage de code, par exemple, il faudrait des quantités de qubits en milliers. Mais des progrès sont en cours. IBM aurait produit un ordinateur quantique supraconducteur de 127 qubits en novembre, a l’intention de dévoiler un processeur de 400 qubits cette année et vise à produire un processeur de 1 000 qubits en 2023.

Compte tenu de l’énorme potentiel stratégique de l’informatique quantique dans une grande variété de domaines, cette concurrence ne fera que s’intensifier dans un avenir proche. Reste à savoir si les États-Unis peuvent suivre le rythme.

Thomas Corbett est analyste de recherche chez BluePath Labs. Ses domaines d’intérêt comprennent les relations étrangères chinoises, les technologies émergentes et l’économie internationale.

PW Singer est stratège chez New America et auteur de plusieurs livres sur la technologie et la sécurité, notamment Wired for War, Ghost Fleet, Burn-In et LikeWar : The Weaponization of Social Media.