Quand un simple smartphone défie les supercalculateurs quantiques d’IBM !
Les supercalculateurs quantiques d’IBM sont conçus pour révolutionner le monde de l’informatique scientifique, mais une récente étude révèle qu’un ordinateur classique, voire un simple smartphone, peut parfois les surpasser. Un groupe de chercheurs a utilisé des modèles mathématiques avancés pour résoudre un problème complexe de physique quantique, démontrant ainsi les limites floues entre les performances des ordinateurs classiques et quantiques.
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La découverte surprenante
Une équipe de chercheurs, menée par Joseph Tindall de l’Institut Flatiron, a étudié un modèle de spins magnétiques sur un réseau bidimensionnel. Ce modèle implique des spins agissant comme de minuscules aimants pouvant pointer vers le haut ou vers le bas, ou même exister simultanément dans les deux états grâce à la superposition quantique.
Le phénomène de confinement
Lorsqu’un champ magnétique est appliqué, ces spins commencent à interagir, générant de l’entanglement, ou intrication quantique, entre leurs états. Cependant, Tindall a observé que cet entanglement restait confiné à de petits groupes de spins voisins et ne se propageait pas à travers tout le système, ce qui simplifiait considérablement le calcul.
Une simplification inattendue
Cette limitation de l’entanglement, due à la structure spécifique du système, réduit la complexité du problème et le rend solvable par un ordinateur classique. Cette découverte a été publiée dans la revue Physical Review Letters et remet en question la nécessité de recourir à des ordinateurs quantiques pour certains types de calculs.
Le défi d’IBM
IBM avait conçu un problème de simulation magnétique complexe pour tester les capacités de ses ordinateurs quantiques. Les chercheurs de l’entreprise pensaient que ce calcul serait impossible pour un ordinateur classique. Pourtant, en deux semaines, Tindall a prouvé qu’il pouvait le résoudre en utilisant un modèle classique, et même avec les capacités d’un smartphone.
Techniques classiques et simulation quantique
L’approche de Tindall repose sur des techniques classiques connues mais rarement appliquées dans les simulations quantiques. Grâce à une combinaison ingénieuse de méthodes, il a démontré que le confinement de l’entanglement simplifiait suffisamment le problème pour le résoudre sans technologies quantiques.
Confinement et physique des particules
Le confinement dans ce contexte fonctionne de manière similaire au confinement des quarks en physique des particules. Cela signifie que les spins dans le système restent généralement alignés de manière ordonnée et ne deviennent pas chaotiques, limitant ainsi l’entanglement et réduisant la complexité computationnelle.
Implications pour l’avenir des ordinateurs quantiques
Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour évaluer où les ordinateurs quantiques pourraient véritablement surpasser les classiques. Les algorithmes développés par Tindall et ses collègues pourraient devenir des outils de référence pour les expériences futures, marquant une avancée dans la définition claire des capacités respectives des ordinateurs classiques et quantiques.
Cet article explore comment une approche utilisant des ordinateurs classiques a réussi à résoudre un problème que les ordinateurs quantiques étaient censés dominer. Cette étude souligne l’importance de continuer à évaluer et à comprendre les limites et potentiels de chaque type de technologie informatique, redéfinissant potentiellement les domaines d’application où les ordinateurs quantiques offrent une véritable valeur ajoutée.
Source : Journal Aps
