Dans une avancée majeure pour l’informatique quantique, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud (USC) et de l’Université Johns Hopkins ont réalisé ce que beaucoup considèrent comme le Graal du domaine : une accélération exponentielle inconditionnelle grâce au 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 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 démontrée concernant les algorithmes classiques, contrairement aux précédentes affirmations d’avantage quantique.
Pour parvenir à cette percée, les chercheurs ont mis en œuvre des techniques sophistiquées d’atténuation des erreurs, telles que 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 aux matériels quantiques actuels.
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 gagnent en qualité et en taille, cet avantage ne fera que s’accentuer.
Si Lidar précise que « ce résultat n’a pas d’applications pratiques au-delà 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 voie à des applications pratiques qui n’étaient jusqu’alors que théoriques, avec un potentiel de révolution dans des domaines allant de la cryptographie à la science des matériaux.
Le processeur Eagle à 127 qubits d’IBM, présenté pour la première fois en 2021, représente une étape clé dans le développement du matériel quantique. Il a été le premier processeur quantique à franchir la barre des 100 qubits, entrant ainsi dans une zone où les états quantiques ne peuvent plus être simulés de manière fiable sur des ordinateurs classiques.