Une première mondiale : un ordinateur quantique génère des bits de hasard imprévisible

Global first: Quantum computer generates bits of unpredictable randomness

Une première mondiale : un ordinateur quantique génère des bits de hasard imprévisible

Dans une avancée majeure, des chercheurs ont utilisé un ordinateur quantique de 56 qubits à ions piégés pour générer des nombres aléatoires certifiés, une première mondiale vérifiée par des supercalculateurs classiques. Cette percée, publiée dans Nature, prouve que les ordinateurs quantiques peuvent désormais résoudre des problèmes pratiques impossibles pour les machines classiques.

Le protocole, proposé en 2018 par Scott Aaronson de l'Université du Texas, a enfin été démontré expérimentalement. « Je ne savais pas combien de temps il faudrait attendre pour voir cette démonstration », confie Aaronson, maintenant directeur d'un centre quantique.

L'expérience a été menée sur un ordinateur quantique dernier cri accessible via internet, récemment amélioré à 56 qubits. Une équipe pluridisciplinaire incluant des banques, des centres de recherche et des universités a utilisé l'échantillonnage de circuits aléatoires (RCS). Le quantum résolvait des problèmes complexes dont les solutions imprévisibles étaient ensuite vérifiées par des supercalculateurs classiques totalisant 1,1 exaFLOPS.

Cette randomness certifiée est cruciale pour la cryptographie, les communications sécurisées et les systèmes de vote électronique. Contrairement aux générateurs classiques vulnérables, le hasard quantique reste imprévisible même si un pirate contrôle le matériel.

« Cela marque un jalon important », souligne Marco Pistoia de JPMorgan Chase. L'architecture unique à ions piégés permet une connectivité totale entre qubits, offrant une puissance 100 fois supérieure aux versions précédentes.

Cette collaboration intersectorielle ouvre la voie à des applications concrètes en finance, santé et défense. « Nous célébrons l'entrée de l'informatique quantique dans le monde réel », déclare le PDG de Quantinuum, l'entreprise ayant fourni le matériel.

Đột phá toàn cầu: Máy tính lượng tử tạo ra chuỗi ngẫu nhiên không thể dự đoán

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà khoa học đã sử dụng máy tính lượng tử 56 qubit để tạo ra các bit ngẫu nhiên được xác minh bằng siêu máy tính cổ điển, đánh dấu bước tiến quan trọng từ lý thuyết sang ứng dụng thực tế. Nghiên cứu đột phá này được công bố trên tạp chí Nature, chứng minh khả năng giải quyết những bài toán mà máy tính truyền thống không thể xử lý.

Năm 2018, giáo sư Scott Aaronson từ Đại học Texas đề xuất giao thức tạo tính ngẫu nhiên có thể kiểm chứng. Giờ đây, ý tưởng đó đã thành hiện thực. "Tôi không ngờ có thể chứng kiến thành công thí nghiệm này chỉ sau vài năm", Aaronson - hiện điều hành một trung tâm lượng tử - chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu liên ngành gồm chuyên gia ngân hàng, viện nghiên cứu và đại học đã sử dụng phương pháp lấy mẫu mạch ngẫu nhiên (RCS) trên máy tính lượng tử 56 qubit dạng ion giữ. Hệ thống giải các bài toán phức tạp, sau đó được kiểm tra độ ngẫu nhiên bằng siêu máy tính cổ điển có tổng hiệu suất 1,1 exaFLOPS.

Số ngẫu nhiên đóng vai trò then chốt trong bảo mật dữ liệu, giao dịch điện tử và hệ thống bầu cử. Khác với máy tính thông thường dễ bị thao túng, tính ngẫu nhiên lượng tử vẫn đảm bảo an toàn ngay cả khi hacker kiểm soát phần cứng.

Ông Marco Pistoia từ JPMorgan Chase nhận định: "Thành tựu này không chỉ chứng minh sự tiến bộ của phần cứng lượng tử, mà còn mở ra hướng ứng dụng trong mô phỏng thống kê và mật mã học".

Máy tính lượng tử sử dụng công nghệ ion giữ độc đáo cho phép kết nối toàn phần giữa các qubit, với hiệu suất gấp 100 lần phiên bản trước đó. Tiến sĩ Rajeeb Hazra - CEO Quantinuum - khẳng định: "Chúng tôi đặt nền móng cho kỷ nguyên ứng dụng lượng tử thực tiễn".

Sự hợp tác đa ngành này đã đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ nghiên cứu sang ứng dụng, hứa hẹn cách mạng hóa các lĩnh vực then chốt như tài chính, y tế và quốc phòng trong tương lai gần.