Les ordinateurs quantiques progressent à un rythme rapide et commencent déjà à repousser les limites des plus grands supercalculateurs du monde. Encore, ces appareils sont extrêmement sensibles aux influences extérieures et donc sujets à des erreurs qui peuvent modifier le résultat du calcul. Ceci est particulièrement difficile pour les calculs quantiques qui sont hors de portée de nos ordinateurs classiques de confiance, où nous ne pouvons plus vérifier indépendamment les résultats par simulation. "Afin de tirer pleinement parti des futurs ordinateurs quantiques pour les calculs critiques, nous avons besoin d'un moyen de nous assurer que la sortie est correcte, même si nous ne pouvons pas effectuer le calcul en question par d'autres moyens, " dit Chiara Greganti de l'Université de Vienne.

Laissez les ordinateurs quantiques se vérifier les uns les autres

Pour relever ce défi, l'équipe a développé et mis en œuvre une nouvelle procédure de contrôle croisé qui permet de vérifier les résultats d'un calcul effectué sur un appareil par le biais d'un calcul connexe mais fondamentalement différent sur un autre appareil. "Nous demandons à différents ordinateurs quantiques d'effectuer différents calculs aléatoires, " explique Martin Ringbauer de l'Université d'Innsbruck. " Ce que les ordinateurs quantiques ne savent pas, c'est qu'il existe un lien caché entre les calculs qu'ils effectuent. l'équipe est capable de générer de nombreux calculs différents à partir d'une source commune. "Bien que les résultats puissent sembler aléatoires et que les calculs soient différents, il y a certaines sorties qui doivent concorder si les appareils fonctionnent correctement."

Une technique simple et efficace

L'équipe a mis en œuvre sa méthode sur 5 ordinateurs quantiques actuels en utilisant 4 technologies matérielles distinctes :circuits supraconducteurs, ions piégés, photonique, et la résonance magnétique nucléaire. Cela montre que la méthode fonctionne sur le matériel actuel sans aucune exigence particulière. L'équipe a également démontré que la technique pouvait être utilisée pour vérifier un seul appareil par rapport à lui-même. Puisque les deux calculs sont si différents, les deux résultats ne concorderont que s'ils sont également corrects. Un autre avantage clé de la nouvelle approche est que les chercheurs n'ont pas à examiner le résultat complet du calcul, ce qui peut prendre beaucoup de temps. "Il suffit de vérifier à quelle fréquence les différents appareils conviennent pour les cas où ils devraient, ce qui peut être fait même pour de très gros ordinateurs quantiques", dit Tommaso Demarie d'Entropica Labs à Singapour. Avec de plus en plus d'ordinateurs quantiques disponibles, cette technique peut être essentielle pour s'assurer qu'ils font ce qui est annoncé

Les universités et l'industrie unissent leurs forces pour rendre les ordinateurs quantiques dignes de confiance

La recherche visant à rendre les ordinateurs quantiques dignes de confiance est un effort conjoint de chercheurs universitaires et d'experts de l'industrie de l'informatique quantique de plusieurs entreprises. "Cette étroite collaboration entre les universités et l'industrie est ce qui rend cet article unique d'un point de vue sociologique", partage Joe Fitzsimons d'Horizon Quantum Computing à Singapour. « Bien qu'il y ait un changement progressif avec certains chercheurs se déplaçant vers des entreprises, ils continuent de contribuer à l'effort commun pour rendre l'informatique quantique fiable et utile."