Révolution Quantique : Un Nouvel Algorithme Factorise les Nombres avec un Seul Qubit

New Quantum Algorithm Factors Numbers With One Qubit

Révolution Quantique : Un Nouvel Algorithme Factorise les Nombres avec un Seul Qubit

Une nouvelle avancée en informatique quantique défie les attentes. Le 9 juin 2025, des chercheurs ont publié un algorithme capable de factoriser n'importe quel nombre en utilisant seulement un qubit, une prouesse théorique qui ouvre de nouvelles perspectives malgré ses limites pratiques.

Les ordinateurs quantiques peinent encore à démontrer leur supériorité sur les machines classiques. Pourtant, depuis 1994 et l'algorithme de Peter Shor, la factorisation des grands nombres reste leur domaine de prédilection. Ce processus, crucial pour le chiffrement des données, nécessitait jusqu'ici des milliers de qubits. L'approche révolutionnaire de l'équipe munichoise réduit ce besoin à un seul qubit, combiné à trois oscillateurs quantiques.

Robert König et Lukas Brenner de l'Université Technique de Munich ont repensé l'encodage de l'information. Plutôt que de se limiter aux valeurs discrètes des qubits, leur système exploite des variables continues portées par des oscillateurs. Ces composants génèrent naturellement des motifs périodiques, reproduisant mathématiquement la transformée de Fourier quantique au cœur de l'algorithme de Shor.

Le qubit unique sert ici d'organisateur, tandis que les oscillateurs effectuent les calculs. Cette inversion des rôles permet une factorisation théoriquement efficace, mais à un coût énergétique prohibitif : factoriser un grand nombre exigerait l'énergie de plusieurs étoiles. Ulysse Chabaud de l'ENS Paris salue cette innovation conceptuelle qui « change radicalement notre vision du calcul, quantique comme classique ».

Si Aram Harrow du MIT juge l'approche irréaliste, l'équipe allemande travaille déjà à optimiser le nombre d'oscillateurs pour réduire la consommation d'énergie. Au-delà de la factorisation, cette méthode ouvre la voie à d'autres applications exploitant les composants continus des systèmes quantiques. Comme le souligne Chabaud : « L'essentiel est de montrer qu'on peut exécuter des algorithmes complexes sans se limiter aux qubits ».

Đột Phá Lượng Tử: Thuật Toán Mới Phân Tích Số Chỉ Với Một Qubit

Một bước tiến lượng tử đầy bất ngờ đã được công bố ngày 9/6/2025. Các nhà nghiên cứu phát triển thuật toán phân tích thừa số số nguyên chỉ sử dụng một qubit, mở ra hướng tiếp cận mới dù chưa khả thi trong thực tế.

Máy tính lượng tử vẫn chưa thể hiện ưu thế vượt trội so với máy tính cổ điển. Tuy nhiên, từ năm 1994 với thuật toán Shor, phân tích số lớn vẫn là lĩnh vực chúng tỏa sáng. Quá trình này - then chốt cho mã hóa dữ liệu - trước đây cần hàng trăm ngàn qubit. Phương pháp đột phá từ nhóm Munich giảm con số này xuống chỉ còn một qubit kết hợp ba bộ dao động lượng tử.

Robert König và Lukas Brenner từ Đại học Kỹ thuật Munich đã cách mạng hóa cách mã hóa thông tin. Thay vì giới hạn ở giá trị rời rạc của qubit, hệ thống mới khai thác biến liên tục từ các bộ dao động. Những thiết bị này tự nhiên tạo ra mẫu hình tuần hoàn, tái hiện phép biến đổi Fourier lượng tử - trái tim thuật toán Shor.

Qubit duy nhất đóng vai trò điều phối, trong khi các bộ dao động thực hiện tính toán. Cách tiếp cận ngược này cho phép phân tích số về lý thuyết, nhưng đòi hỏi năng lượng khổng lồ: phân tích số lớn có thể cần năng lượng tương đương nhiều ngôi sao. Ulysse Chabaud từ ENS Paris đánh giá cao tính đổi mới khái niệm này: "Nó thay đổi căn bản cách ta nghĩ về tính toán, cả lượng tử lẫn cổ điển".

Dù Aram Harrow từ MIT cho rằng phương pháp thiếu tính thực tế, nhóm nghiên cứu Đức đang tối ưu số bộ dao động để giảm tiêu thụ năng lượng. Vượt xa phân tích số, phương pháp này mở đường cho các ứng dụng khai thác thành phần liên tục trong hệ thống lượng tử. Như Chabaud nhấn mạnh: "Điều cốt yếu là chứng minh ta có thể thực thi thuật toán phức tạp mà không bị giới hạn bởi qubit".