Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine a construit et testé un ordinateur quantique photonique qui démontre la suprématie quantique. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit son ordinateur, qu'ils appellent Jiuzhang, et à quel point il s'est bien comporté lors de l'échantillonnage des bosons gaussiens.

Les ordinateurs quantiques ont fait l'actualité ces derniers temps alors que les scientifiques tentent de déterminer s'ils peuvent répondre aux attentes. Les ordinateurs quantiques pourraient largement surpasser les machines conventionnelles sur certaines tâches. L'objectif est d'atteindre ce que l'on appelle désormais la « suprématie quantique », où un ordinateur quantique peut surpasser les ordinateurs conventionnels sur au moins un type de tâche. Jusqu'à maintenant, un seul ordinateur a réussi cet exploit :l'appareil Sycamore de Google. Et parce que le domaine est encore si nouveau, des chercheurs du monde entier travaillent sur des conceptions très différentes. Sycomore était basé sur des qubits représentés par des matériaux supraconducteurs. Dans ce nouvel effort, l'équipe chinoise a développé un ordinateur quantique à base de photons capable d'effectuer un seul type de calcul spécifique :l'échantillonnage de bosons.

L'échantillonnage de boson est un moyen de calculer la sortie d'un circuit optique linéaire qui a plusieurs entrées et sorties. Elle est réalisée en construisant une machine dans laquelle des photons sont envoyés dans un circuit en parallèle, et une fois à l'intérieur, sont séparés par des séparateurs de faisceau. Les photons divisés continuent à travers le circuit, rencontrer des miroirs et d'autres diviseurs de faisceau. Notamment, si deux photons rencontrent simultanément le même séparateur, les deux photons non divisés suivront l'un des chemins éloignés du séparateur. Le processus est répété, résultant en une distribution de nombres qui représentent la sortie du réseau. Les ordinateurs conventionnels s'enlisent très rapidement lorsqu'ils essaient de calculer les distributions d'un tel système. Jiuzhang a été conçu pour gérer 100 entrées et 100 sorties en utilisant 300 séparateurs de faisceaux et 75 miroirs.

Les chercheurs ont découvert qu'il fallait environ 200 secondes à Jiuzhang pour fournir une réponse. Ils ont noté qu'il aurait fallu au superordinateur le plus rapide du monde environ 2,5 milliards d'années pour effectuer les mêmes calculs, un exemple clair de suprématie quantique.

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