La Chine dévoile l'ordinateur quantique le plus rapide au monde

Un clignement d'œil humain dure plus longtemps que les 25 microsecondes nécessaires à Jiuzhang 4.0, le nouveau prototype d'ordinateur quantique chinois, pour résoudre des problèmes mathématiques d'une complexité telle que le supercalculateur le plus puissant du monde y consacrerait plus de temps que l'âge de l'univers. Cette performance, publiée mercredi dans la revue Nature, établit un nouveau record d'avantage quantique et confirme la position dominante de la Chine dans ce domaine.

Là où les ordinateurs classiques traitent des bits valant 0 ou 1, les machines quantiques utilisent des qubits capables d'être dans les deux états simultanément. Cette superposition leur permet d'explorer d'innombrables chemins de calcul en parallèle, offrant des gains de vitesse exponentiels pour certaines tâches, comme la résolution de problèmes mathématiques spécifiques ou la simulation de systèmes quantiques.

La série Jiuzhang emprunte la voie photonique du calcul quantique, encodant les données dans des particules de lumière. Sa performance dépend de la précision avec laquelle les scientifiques manipulent et contrôlent ces photons. Un obstacle persistant était la perte de photons : à mesure que les réseaux optiques s'agrandissent, les photons se "perdent" dans le labyrinthe, introduisant des erreurs qui dégradent la puissance de calcul.

Pour surmonter cela, l'équipe de l'Université des sciences et technologies de Chine a conçu une source lumineuse à oscillateur paramétrique optique à haut rendement et un interféromètre à codage hybride spatiotemporel. Ces innovations jettent les bases d'un processeur quantique photonique tolérant aux pannes. Les chercheurs ont intégré 1 024 champs optiques comprimés à haute efficacité dans un circuit de 8 176 modes, atteignant une efficacité de source de 92 % et une efficacité globale du système de 51 % — des progrès majeurs dans le traitement de l'information quantique photonique à faible perte.

L'architecture à codage hybride spatiotemporel permet aux photons d'interagir à la fois dans le temps et l'espace, augmentant la connectivité du réseau tout en maintenant la taille physique de l'appareil à un niveau gérable. Grâce à ces améliorations, l'équipe a manipulé et détecté jusqu'à 3 050 photons — un bond spectaculaire par rapport aux 255 photons atteints avec Jiuzhang 3.0 en 2023.

Les expériences montrent que Jiuzhang 4.0 génère son échantillon de données le plus complexe en seulement 25 microsecondes. En comparaison, El Capitan, le supercalculateur le plus puissant du monde construit par les États-Unis, aurait besoin de plus de 10 puissance 42 années pour calculer le même résultat.

La Chine avait atteint pour la première fois un avantage quantique en 2020 avec le prototype original Jiuzhang, qui utilisait 76 photons et faisait du pays le deuxième au monde à franchir cette étape — et le premier à le faire dans un système optique.

La technologie quantique est mise en avant dans le 15e Plan quinquennal de la Chine (2026-2030) comme une industrie d'avenir et une frontière stratégique nécessitant un renforcement continu. Le plan appelle à faire progresser les théories fondamentales et les technologies de base tout en accélérant les applications industrielles, avec des objectifs fixés pour le développement d'ordinateurs quantiques universels tolérants aux pannes et de machines quantiques spécialisées et évolutives.