L'apprentissage automatique quantique : Un petit processeur photonique surpasse déjà ses équivalents classiques

Quantum machine learning: Small-scale photonic quantum processor can already outperform classical counterparts

L'apprentissage automatique quantique : Un petit processeur photonique surpasse déjà ses équivalents classiques

Une étude expérimentale menée par une équipe internationale de chercheurs de l'Université de Vienne démontre que même les ordinateurs quantiques à petite échelle peuvent améliorer les performances des algorithmes d'apprentissage automatique. Publiée le 9 juin 2025 dans Nature Photonics, cette recherche ouvre de nouvelles perspectives pour les calculateurs quantiques optiques.

L'étude s'inscrit dans le domaine émergent de l'apprentissage automatique quantique, qui vise à exploiter les avantages potentiels des plateformes quantiques en termes de vitesse, d'efficacité ou de précision. L'équipe a conçu un circuit quantique photonique au Politecnico di Milano (Italie) exécutant un algorithme développé par Quantinuum (Royaume-Uni).

Le dispositif expérimental a permis de classer des points de données tout en isolant la contribution des effets quantiques. « Pour certaines tâches, notre algorithme commet moins d'erreurs que sa version classique », explique Philip Walther, directeur du projet à l'Université de Vienne.

Zhenghao Yin, premier auteur de l'étude, souligne que ces performances remarquables sont atteignables avec la technologie quantique actuelle. Un autre avantage clé concerne la consommation énergétique : les plateformes photoniques s'avèrent plus économes que les ordinateurs classiques.

« Cette économie d'énergie pourrait s'avérer cruciale alors que les algorithmes d'IA deviennent de plus en plus gourmands », précise Iris Agresti, co-auteure. Ces résultats influencent à la fois le calcul quantique et l'informatique classique, où des algorithmes inspirés des architectures quantiques pourraient émerger.

Référence : Zhenghao Yin et al, Experimental quantum-enhanced kernel-based machine learning on a photonic processor, Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01682-5

Máy học lượng tử: Bộ xử lý quang tử cỡ nhỏ đã vượt trội máy tính cổ điển

Một nghiên cứu thực nghiệm công bố ngày 9/6/2025 trên tạp chí Nature Photonics chứng minh các bộ xử lý lượng tử quang tử cỡ nhỏ đã có thể nâng cao hiệu suất thuật toán máy học. Công trình do nhóm nghiên cứu quốc tế tại Đại học Vienna thực hiện mở ra ứng dụng tiềm năng cho máy tính lượng tử quang học.

Đây là bước tiến trong lĩnh vực máy học lượng tử - ngành nghiên cứu kết hợp hai đột phá công nghệ nhằm tăng tốc độ, độ chính xác thuật toán khi chạy trên nền tảng lượng tử. Nhóm đã thiết kế mạch quang tử tại Politecnico di Milano (Ý) để chạy thuật toán do Quantinuum (Anh) phát triển.

Thí nghiệm tập trung phân loại dữ liệu đồng thời tách biệt đóng góp của hiệu ứng lượng tử. Philip Walther - trưởng dự án cho biết: "Thuật toán của chúng tôi mắc ít lỗi hơn phiên bản cổ điển trong các tác vụ cụ thể".

Zhenghao Yin - tác giả chính nhấn mạnh hiệu suất ấn tượng này đạt được bằng công nghệ lượng tử hiện tại. Ưu điểm khác là tiết kiệm năng lượng: hệ thống quang tử tiêu thụ ít điện năng hơn máy tính truyền thống.

Đồng tác giả Iris Agresti nói: "Điều này cực kỳ quan trọng khi các thuật toán AI ngày càng ngốn năng lượng". Nghiên cứu tác động kép: vừa xác định tác vụ hưởng lợi từ lượng tử, vừa gợi ý thiết kế thuật toán mới tiết kiệm năng lượng cho máy tính cổ điển.

Tham khảo: Zhenghao Yin và cộng sự, Experimental quantum-enhanced kernel-based machine learning on a photonic processor, Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01682-5