Google a présenté Quantum Echoes, un algorithme quantique qui, selon l’entreprise, représente un « grand pas » vers des ordinateurs de ce type et leurs applications pratiques dans le monde réel.
« En décembre 2024, nous avons annoncé une grande avancée technologique avec Willow – une puce quantique de nouvelle génération – et aujourd’hui nous annonçons une avancée dans son logiciel, avec le premier algorithme quantique », résume l’équipe Google Quantum AI.
Une partie des détails de Quantum Echoes est publiée dans le magazine Naturedans un article signé, entre autres, par le Français Michel Devoret, prix Nobel de physique 2025, attribué à Google Research et à l’Université de Californie.
L’autre – plus axé sur les applications et toujours comme preuves de principe – apparaît dans un article du référentiel arXiv, sans relecture par d’autres chercheurs.
« Nous sommes optimistes et pensons que d’ici cinq ans, nous verrons des applications réelles qui ne sont possibles que dans les ordinateurs quantiques », a déclaré Hartmut Neven, fondateur et directeur de Google Quantum AI, lors d’une conférence de presse.
Les sources consultées par EFE indiquent que bien que cette recherche représente une autre étape dans le domaine de l’informatique quantique, elle est, comme d’autres, encore préliminaire et est loin du développement définitif d’un ordinateur quantique et de son utilité pratique.
Pourquoi Google dit-il que c’est un grand pas ?
La mission des ordinateurs quantiques – encore prototypes -, comme celle des ordinateurs et supercalculateurs conventionnels, est de réaliser des opérations, que les premiers exécutent de manière très différente : ils travaillent au niveau atomique et suivent donc les règles de la physique quantique (chargée d’étudier le monde à de très petites échelles spatiales).
Les ordinateurs quantiques fonctionnent avec des qubits (unité de base de l’information quantique) et non avec des bits (comme les bits traditionnels) ; les premiers seront capables de résoudre des problèmes que les supercalculateurs classiques ne peuvent pas résoudre.
Selon l’entreprise, son algorithme constitue une avancée car il présente un avantage quantique : il fonctionne sur Willow 13 000 fois plus rapidement que le meilleur algorithme classique des superordinateurs les plus rapides du monde ; est vérifiable ; et a un potentiel d’application dans le monde réel.
La vérifiabilité quantique signifie, selon Google, que le résultat peut être comparé et vérifié par un autre ordinateur quantique de qualité similaire. Pour offrir à la fois précision et complexité, le matériel doit présenter deux caractéristiques clés : des taux d’erreur extrêmement faibles et des opérations à grande vitesse.
Et l’un des problèmes des systèmes quantiques est qu’ils sont très sensibles au bruit – changements de température, lumière – et cela peut perturber le calcul, ce qui est aggravé par la taille de l’installation.
La solution au problème passe donc par la correction des erreurs quantiques et c’est l’un des grands défis (les ordinateurs classiques sont déjà construits avec ces mécanismes et l’année dernière Google a fait des pas dans cette direction avec Willow).
En termes d’utilité, l’algorithme franchit « une étape significative » vers la première application dans le monde réel, calculant la structure d’une molécule.
L’un des outils utilisés par les scientifiques pour comprendre la structure chimique est la résonance magnétique nucléaire (RMN), la même science qui est à la base de la technologie IRM.
Celui-ci agit comme un microscope moléculaire, assez puissant
pour nous permettre de voir la position relative des atomes, ce qui aide à comprendre la structure d’une molécule.
Dans une expérience de démonstration de principe avec l’Université de Californie à Berkeley, l’équipe a exécuté des échos quantiques sur la puce Willow pour étudier deux molécules, l’une avec 15 atomes et l’autre avec 28, afin de vérifier cette approche.
Les résultats étaient cohérents avec ceux de l’IRM traditionnelle, mais ont également révélé des informations qui ne sont généralement pas disponibles avec l’IRM, « ce qui constitue une validation cruciale de l’approche ».
Cette expérience est une étape vers un « microscope quantique » capable de mesurer des phénomènes naturels jusqu’alors inobservables.
Une RMN améliorée par l’informatique quantique pourrait devenir un outil puissant dans la découverte de médicaments ou dans la science des matériaux pour caractériser la structure moléculaire des polymères ou des composants de batterie, décrit Google.
