Dans une avancée majeure pour l’informatique quantique, des chercheurs de l’Université de la Californie du Sud (USC) et de l’Université Johns Hopkins ont réalisé ce que plusieurs considèrent comme le saint graal du domaine : une accélération exponentielle inconditionnelle grâce à l’informatique quantique.
L’équipe, dirigée par le professeur Daniel Lidar, titulaire de la chaire Viterbi en ingénierie à l’USC, a utilisé deux processeurs quantiques Eagle à 127 qubits d’IBM pour résoudre une variante du problème de Simon — un défi mathématique considéré comme le précurseur de l’algorithme de factorisation de Shor. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Physical Review X le 5 juin 2025.
« La séparation de performance ne peut pas être inversée, car l’accélération exponentielle que nous avons démontrée est, pour la première fois, inconditionnelle », explique Lidar. Ce qui rend cette accélération « inconditionnelle », c’est qu’elle ne repose sur aucune hypothèse non prouvée concernant les algorithmes classiques, contrairement aux affirmations précédentes sur l’avantage quantique.
Pour atteindre cette percée, les chercheurs ont mis en œuvre des techniques sophistiquées d’atténuation des erreurs, notamment le découplage dynamique et la correction des erreurs de mesure. Ces méthodes ont permis de maintenir la cohérence quantique et d’améliorer la précision des résultats malgré le bruit inhérent au matériel quantique actuel.
L’accélération exponentielle signifie que l’écart de performance entre les approches quantiques et classiques double à peu près à chaque variable supplémentaire du problème. À mesure que les processeurs quantiques continuent de s’améliorer en qualité et en échelle, cet avantage ne fera que s’accentuer.
Bien que Lidar précise que « ce résultat n’a pas d’applications pratiques au-delà de gagner à des jeux de devinettes », la démonstration prouve que les ordinateurs quantiques peuvent définitivement surpasser les ordinateurs classiques pour certaines tâches. Cette validation de la promesse théorique de l’informatique quantique ouvre la porte à des applications pratiques qui étaient jusqu’ici purement théoriques, avec le potentiel de révolutionner des domaines allant de la cryptographie à la science des matériaux.
Le processeur Eagle à 127 qubits d’IBM, lancé en 2021, représente une étape cruciale dans le développement du matériel quantique. Il a été le premier processeur quantique à franchir le cap des 100 qubits, atteignant un niveau où les états quantiques ne peuvent plus être simulés de façon fiable sur des ordinateurs classiques.