Quelques semaines après Google, c’est au tour d’Alice & Bob de faire voir ses progrès dans la correction des erreurs de calcul quantique. Et avec la manière. Dans un article scientifique publié sur la plateforme ouverte ArXiv le 3 mars, la start-up française issue des laboratoires de l’Ecole normale supérieure (ENS) assure pouvoir effectuer les mêmes calculs que son concurrent américain… avec 60 fois moins de qubits.
«Ce papier détaille l’intérêt de notre approche sur un cas d’usage canonique utilisé comme benchmark: l’algorithme de Shore», présente Théau Péronnin, cofondateur et PDG de la pépite. Conçu en 1994, cet algorithme doit permettre à un calculateur quantique de factoriser un grand nombre en nombres premiers. Il pourrait notamment être utilisé pour casser les systèmes de cryptographie derrière le fonctionnement des blockchains, ou encore la très largement répandue clé LSA.
Pas de panique. «Nous n’avons aucune velléité de mettre en œuvre ces cas d’usages: cet algorithme est seulement un cas d’usage parfait, car très complexe», rassure le scientifique. Et pour cause, Google estime avoir besoin de 22 millions de qubits pour exécuter l’algorithme de Shore. Dans sa publication, Alice & Bob affirme ne nécessiter que 350 000 de ses qubits de chat pour parvenir au même résultat. Elle détaille aussi qu’elle pourrait mettre à mal le système de chiffrement du Bitcoin en huit heures avec 126 000 qubits – beaucoup moins que ce qui était estimé par la communauté jusque-là.
Un travail théorique, mais exhaustif
Beaucoup moins, mais toujours beaucoup plus que ce que la pépite parvient à assembler sur sa puce actuellement. «Nous n’avons pour l’instant qu’une poignée de qubits de chat, rappelle Théau Péronnin. Mais ces recherches montrent comment la capacité intrinsèque de correction d’erreur de nos qubits permet de simplifier la machine complète.»
Basés sur l’expérience de Schrödinger – où un chat est à la fois mort et vivant tant que la boîte dans laquelle il est enfermé n’est pas ouverte – les qubits supraconducteurs d’Alice & Bob sont quasi-immunisés contre l’un des deux types d’erreurs qui affectent le plus les qubits: le retournement d’état. Une caractéristique lui permettant théoriquement d’obtenir un qubit logique résistant aux erreurs avec seulement 10 qubits physiques... Quand le géant états-unien en prévoit 1 000 dans son futur calculateur.
Les derniers travaux publiés par les scientifiques de la start-up «apportent la preuve rigoureuse que, sous certaines hypothèses raisonnables, nous soyons en mesure d’atteindre ces ordres de grandeur», assure Théau Péronnin. «Nous avons poussé le travail très loin en détaillant toute l’architecture de la puce, y compris en prenant en compte les qubits liés au routage de l’information, développe-t-il. Nous avons fait ce travail sur le papier, mais de la manière la plus exhaustive possible pour s’assurer qu’on ne laisse aucune pierre non retournée.»
Un premier qubit logique d'ici à 2024
Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l’équipe d’algorithmique quantique du CEA. «Nous avons une très bonne connaissance de notre hardware et eux des algorithmes quantiques, argue Théau Péronnin. C’était notre première collaboration avec cette équipe. Nous espérons qu’il y en aura d’autres.» Présent au capital comme au conseil scientifique de la start-up, le CEA entretient des liens solides avec elle: un programme de développement des procédés de fabrication des puces, un accès à ses salles blanches à Saclay et, bientôt une thèse Cifre conjointe.
Reste que Google est toujours le seul à avoir démontré une correction d’erreur efficace, sans être encore parvenu à assembler un qubit logique, protégé des erreurs. Ce sera pour 2025 pour l’américain. «Nous visons la fin 2023 ou le début 2024 pour avoir notre qubit logique, pointe Théau Péronnin. Notre but est d’être significativement plus efficace.» De quoi tenir tête au géant américain. Voire le doubler à son propre jeu des qubits supraconducteurs.
