Le 30 juillet 2026, IBM a annoncé que trois articles de recherche avaient démontré ce qu’elle décrit comme un progrès quantique fiable : des ordinateurs quantiques ont effectué des calculs dans des régimes où les méthodes de simulation classique échouent, tout en intégrant des mécanismes de vérification de la qualité des résultats. Ces travaux portent sur la vérification d’échantillons de circuits aléatoires, l’observation de phénomènes quantiques dans la dynamique de Floquet et la vérification du processus de calcul lorsqu’il n’existe pas de réponse classique fiable à des fins de comparaison.
Ces résultats s’inscrivent dans un débat toujours en cours sur la question de savoir si l’ordinateur quantique a réellement dépassé les meilleures méthodes classiques, et pas seulement sur celle de savoir s’il a produit des sorties difficiles à vérifier. Selon IBM, l’annonce d’un avantage quantique ne met pas fin à la comparaison, mais ouvre les résultats à de nouveaux tests au moyen de l’outil Quantum Advantage Tracker, qui suit les candidats à l’avantage quantique et les compare aux méthodes classiques disponibles.
Vérification intégrée dans l’échantillonnage de circuits aléatoires
L’article cosigné par des chercheurs d’IBM et de l’Université de Chicago s’est concentré sur le problème de la vérification du Random Circuit Sampling, l’une des principales méthodes pour mettre en évidence l’écart entre l’informatique quantique et la simulation classique. La méthode Cross-Entropy Benchmarking nécessite de calculer les probabilités des sorties idéales, une tâche qui peut devenir extrêmement coûteuse avec de grands circuits. Des expériences antérieures ont donc dû s’appuyer sur des circuits plus petits ou plus simples, puis déduire les performances aux tailles qui ne peuvent pas être examinées directement.
Les chercheurs ont proposé une alternative structurée appelée doped Clifford sampling, dans laquelle des portes T qui ne peuvent pas être simulées efficacement de manière classique sont ajoutées à un circuit de Clifford simulable, tout en conservant une structure facilitant la détection des erreurs. Le circuit a été intégré dans un spacetime code utilisant des qubits auxiliaires répartis sur les qubits et faisant évoluer le circuit au fil du temps. Lors d’une expérience comprenant 70 qubits logiques, la sélection des exécutions conformes aux contrôles de cohérence a entraîné une réduction effective des erreurs de portes d’environ un facteur dix, tout en maintenant des taux d’exécution pratiques.
Cette méthode permet de déduire une limite inférieure rigoureuse de la précision du calcul logique à partir d’un circuit de référence pouvant être vérifié classiquement, ainsi que d’informations sur les syndromes et les erreurs logiques. La vérification devient ainsi une partie intégrante du cadre de calcul, au lieu de reposer uniquement sur une mesure statistique externe.
Des phénomènes quantiques au-delà de la portée des simulations de pointe
Dans un autre travail, Qedma a étudié la dynamique de Floquet en collaboration avec le RIKEN et BlueQubit, c’est-à-dire la réponse d’un système quantique en interaction à des impulsions d’énergie répétées. À l’aide de circuits allant jusqu’à 74 qubits, les chercheurs ont suivi l’aimantation du système au cours du temps et observé des oscillations persistantes qui n’étaient pas apparues dans deux méthodes classiques avancées de simulation utilisant l’un des plus grands supercalculateurs au monde, au RIKEN.
Dans les régimes les plus difficiles de l’expérience, les deux méthodes classiques ont divergé et n’ont pas fourni de réponse cohérente, tandis que le calcul quantique a continué à résoudre la dynamique. Les expériences ont utilisé le programme QESEM de Qedma sur des systèmes IBM Quantum, avec des méthodes d’atténuation des erreurs, et certaines parties de l’expérience ont également été répétées sur la plateforme Quantinuum. IBM a estimé que la concordance entre des estimateurs indépendants et les résultats de l’autre plateforme renforçait la confiance dans le fait que le comportement observé reflète la physique sous-jacente.
Vérifier le processus plutôt que la réponse
Algorithmiq a développé un algorithme pour estimer l’opérateur Loschmidt echo, une quantité qui décrit la manière dont l’information se propage dans des systèmes quantiques hétérogènes. Les expériences ont porté sur 56 qubits et ont atteint des régimes dans lesquels au moins trois groupes de premier plan de la simulation classique ont produit des prédictions divergentes, ces prédictions différant également des résultats quantiques.
Plutôt que de s’appuyer sur une réponse classique indisponible, les chercheurs ont appliqué la même méthode d’atténuation des erreurs au moyen de l’équivalent de cinq ordinateurs quantiques présentant des caractéristiques de bruit différentes, et ont obtenu des résultats cohérents. Ils ont également montré qu’une atténuation rigoureuse des erreurs pouvait produire des estimations non biaisées et des marges d’erreur quantitatives lorsqu’un modèle précis du bruit de l’appareil était disponible.
Parmi les autres candidats actuellement répertoriés dans le Quantum Advantage Tracker figurent des travaux de Q-CTRL, de BlueQubit et du Birla Institute of Technology and Science de Pilani. IBM souligne que la comparaison entre l’informatique quantique et l’informatique classique se poursuivra, ces résultats devant faire l’objet de tests supplémentaires.