Publié le 7 novembre 2025 à 5h30. La course entre les ordinateurs quantiques et classiques est plus serrée que jamais. Alors que les avancées de l’un semblent immédiatement contrées par les progrès de l’autre, la question de savoir si le potentiel des machines quantiques est surestimé se pose avec acuité.
- Google affirme que son processeur quantique « Willow » a résolu un problème 13 000 fois plus rapidement que le deuxième supercalculateur mondial.
- Cette affirmation d’un « avantage quantique » est contestée par certains experts, qui soulignent l’existence d’algorithmes classiques potentiellement aussi performants.
- La correction des erreurs dans les qubits reste un défi majeur, limitant la stabilité et les performances des ordinateurs quantiques.
« L’ordinateur quantique fait face à une forte concurrence », explique Andreas Wallraff, physicien quantique à l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFL). Il travaille à améliorer les ordinateurs quantiques afin qu’ils puissent un jour résoudre en quelques minutes des tâches qui prendraient des années aux supercalculateurs actuels. La promesse d’une puissance de calcul révolutionnaire est faite par les développeurs d’ordinateurs quantiques depuis des années, mais sa concrétisation s’avère plus complexe que prévu.
Récemment, Google a annoncé sur son blog de recherche que sa puce quantique « Willow » avait résolu une tâche 13 000 fois plus rapidement que le deuxième supercalculateur le plus rapide au monde. L’algorithme pourrait être utilisé, par exemple, pour calculer des propriétés moléculaires telles que les distances atomiques. D’autres entreprises, comme D-Wave Systems, ont également revendiqué des avantages quantiques, mais ces affirmations ont souvent été rapidement remises en question. Des chercheurs ont démontré que des algorithmes classiques améliorés pouvaient atteindre des performances similaires, ou que les tâches en question n’avaient pas d’utilité pratique.
L’avantage quantique le plus récent de Google suscite également des critiques. Un évaluateur a souligné l’existence d’une méthode d’intelligence artificielle qui pourrait potentiellement résoudre le problème avec une efficacité comparable, mais qui n’a pas été prise en compte par l’équipe de Google lors de la comparaison. Une analyse détaillée de cette méthode est disponible en ligne.
Un avantage quantique s’applique jusqu’à preuve du contraire
Alors, le battage médiatique autour des ordinateurs quantiques n’est-il que du vent ? Non, selon Scott Aaronson, informaticien à l’Université du Texas. « C’est le processus scientifique normal : certains revendiquent un avantage quantique, d’autres tentent de le réfuter », explique-t-il, observant attentivement la recherche dans ce domaine. « Un avantage quantique doit être considéré comme une hypothèse réfutable. » Olivia Lanes et ses collègues d’IBM partagent ce point de vue, et ont publié un article expliquant ce que signifie réellement l’« avantage quantique » et comment il peut être prouvé. Leur étude approfondit ces questions.
« L’avantage quantique signifie qu’un ordinateur quantique résout un problème plus efficacement, c’est-à-dire plus rapidement et de manière plus rentable », précise Andreas Wallraff. « La référence, ce sont les supercalculateurs les plus puissants. La barre est donc très haute. » Les supercalculateurs gagnent en puissance, tandis que les physiciens luttent contre la nature intrinsèquement instable des qubits, les plus petits éléments d’information des ordinateurs quantiques.
La correction des erreurs à l’aide de qubits supplémentaires n’est pas encore suffisamment efficace pour permettre aux ordinateurs quantiques de fonctionner de manière stable sur une période prolongée. Cette limitation entrave considérablement leurs performances. La comparaison avec les supercalculateurs est donc, dans un certain sens, inéquitable : elle s’apparente à une course entre une voiture de course entièrement développée et un prototype.
Malgré les imperfections des qubits, les chercheurs s’efforcent de réaliser des calculs utiles. Ils recherchent des tâches difficiles pour les ordinateurs classiques, mais adaptées aux ordinateurs quantiques, comme les simulations chimiques de molécules pour le développement de médicaments, ou les problèmes d’optimisation dans les domaines de la logistique et du transport. Plus de 200 startups travaillent sur les ordinateurs quantiques dans le monde entier, et un avantage quantique avéré leur offrirait une opportunité de se distinguer. Statista propose une vue d’ensemble des acteurs clés.
Scott Aaronson déplore les « fausses affirmations » concernant la preuve d’un avantage quantique, car il n’existe pas de normes d’évaluation établies, laissant place à l’interprétation. Pour confirmer un avantage quantique, il faudrait répéter les résultats sur des ordinateurs quantiques différents, mais tous les laboratoires n’ont pas accès à des appareils aussi avancés que ceux de Google. De plus, les différentes équipes utilisent des technologies variées – des circuits supraconducteurs aux atomes neutres en passant par les ions et les semi-conducteurs – ce qui rend la reproduction des résultats difficile.
Les développeurs tentent de prouver l’avantage quantique en demandant à une équipe interne d’experts de tenter de battre leur propre algorithme en utilisant des méthodes classiques. Google a investi, selon ses propres estimations, l’équivalent de dix années de travail pour tester neuf algorithmes classiques et a conclu que sa puce « Willow » résolvait le problème 13 000 fois plus rapidement. Cependant, Andreas Wallraff souligne que cela ne reflète que l’état actuel de la recherche. « D’autres pourraient développer des algorithmes classiques plus rapides à tout moment – c’est une concurrence constante. »
L’expérience devrait décider
La méthode la plus fiable pour tester un avantage quantique consiste à le comparer avec l’expérience : les propriétés moléculaires peuvent être mesurées en laboratoire. Pour tester les simulations sur la puce quantique de Google, des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley ont déterminé les distances entre les atomes d’hydrogène de deux molécules organiques en utilisant la résonance magnétique nucléaire. Leurs résultats ont concordé avec les valeurs calculées par « Willow ».
L’expérience, décrite dans un rapport, a porté sur de petites molécules qui peuvent également être simulées avec des ordinateurs conventionnels. « Willow » est encore trop sensible aux erreurs pour les molécules plus grandes, sur lesquelles un avantage quantique pourrait être démontré de manière plus convaincante.
Dieter Kranzlmüller considère la concurrence comme productive. Le centre de données de Leibniz, près de Munich, qu’il dirige, a couplé l’ordinateur quantique de la startup germano-finlandaise IQM à son supercalculateur. « Le supercalculateur devrait toujours accéder à l’ordinateur quantique lorsqu’il est supérieur », explique-t-il, par exemple dans les sous-tâches de mécanique quantique. Si un avantage quantique se manifeste, des normes suivront rapidement pour le déterminer avec précision.
« En effectuant simplement des recherches fondamentales sur les ordinateurs quantiques, nous en apprenons également beaucoup sur les ordinateurs conventionnels », conclut l’informaticien. Scott Aaronson partage ce point de vue. À l’avenir, les ordinateurs quantiques à correction d’erreurs pourraient permettre d’améliorer les performances bien au-delà des capacités des supercalculateurs. Le Saint Graal reste la factorisation de grands nombres, qui est à la base du cryptage actuel et insoluble pour les ordinateurs classiques d’aujourd’hui. « Si nous y parvenons, soit nous aurons obtenu un énorme avantage quantique, soit quelqu’un trouvera une méthode de factorisation classique et rapide qui serait presque aussi révolutionnaire pour la cryptographie et les mathématiques. »