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mardi, juillet 5, 2022

Les grands lieux qui font avancer la science (5/5) : Jiuzhang, l’ordinateur qui calcule en un éclair

Le campus de l’université de sciences et technologie de Chine, à Hefei, ville moyenne située à plus de 1 000 kilomètres au sud de Pékin, fait pâle figure à côté du Googleplex, le siège ultramoderne de Google en Californie. Pourtant, ces bâtiments bruns et sans âme où s’affairent plus de 15 000 étudiants hébergent l’un des centres de recherche les plus stratégiques de Chine, un concurrent direct de Google dans le domaine de la physique quantique, le Centre d’excellence d’information quantique et de physique quantique, dirigé par Jianwei Pan. Le physicien de 51 ans a été désigné comme l’une des 100 personnalités les plus influentes du monde par le magazine américain Time en 2018. A Hefei, il dirige une équipe composée de plusieurs centaines de chercheurs. Il est aussi vice-président de l’université, surnommée « le MIT (Massachusetts Institute of Technology) chinois ». Membre éminent du Parti communiste, il parcourt le monde de colloques en conférences, inlassable ambassadeur de la physique quantique. 

Le coeur de la suprématie quantique

Grâce à ces travaux, Hefei est devenue en quelques années le coeur de la suprématie quantique chinoise, notamment par la mise au point d’un ordinateur, baptisé « Jiuzhang », du nom d’un ancien texte mathématique – une référence à l’Antiquité pour un grand bond en avant dans le domaine du calcul. Il lui faudrait trois minutes pour obtenir des résultats qui nécessiteraient 2,5 milliards d’années de calculs au meilleur superordinateur conventionnel. Il serait cent mille milliards de fois plus rapide ! 

D’après les résultats publiés par les chercheurs de Hefei, l’appareil du Pr Pan serait même 10 milliards de fois plus puissant que le processeur de Google qui détenait la couronne depuis 2019. « Jiuzhang a démontré une capacité de calculs quantiques exceptionnelle », explique-t-il dans les médias locaux. La différence entre les deux machines ? Alors que celle de Google et son système Sycamore sont basés sur de minuscules bits quantiques obtenus par des matériaux supraconducteurs qui conduisent l’énergie sans résistance, son concurrent se compose, lui, de dispositifs optiques complexes qui font circuler les photons. Ce système comprend des sources lumineuses couplées à des centaines de séparateurs de faisceaux, des dizaines de miroirs et 100 détecteurs de photons. Il présente trois atouts majeurs par rapport à Sycamore : sa vitesse de calcul, sa capacité d’adaptation à l’environnement et sa puissance de calcul sur une plus large gamme d’équations. Le second ne dépassait les supercalculateurs que dans le cas d’un petit nombre d’échantillons, tandis que premier est plus performant pour de petites et grandes quantités d’échantillons. Pour résumer, Sycamore est un sprinter, quand Jiuzhang est plutôt un coureur de fond. 

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Le laboratoire de Hefei, comme toutes les grandes universités du pays, bénéficie d’un financement gouvernemental, et, dans ce domaine, l’empire du Milieu voit grand : plus de 8 milliards d’euros ont été investis pour faire du pays le champion du monde en vitesse de calcul et dans le domaine de l’Internet quantique, une technologie qui permet par exemple de distribuer des clefs quantiques par satellite dix fois plus vite que via des dispositifs au sol. 

Les militaires particulièrement intéressés

Dans ce domaine également, le laboratoire de Hefei est en pointe : les équipes du Pr Pan ont ainsi participé au lancement, en août 2016, du premier « satellite quantique ». Elles ont mis en place un réseau de distribution crypté sur une distance record de 1 200 kilomètres, opérationnel depuis janvier 2021, et déjà utilisé par plusieurs grandes banques chinoises pour sécuriser et accélérer leurs opérations. Ce procédé de chiffrement intéresse évidemment beaucoup les militaires. Selon des informations révélées fin 2019 par Strider, une start-up américaine de renseignement pour les entreprises, le Pr Pan travaillerait via son laboratoire ultrasecret de Hefei pour le ministère de la Défense chinois, ce qu’il dément tout en confirmant que ses travaux peuvent servir aussi bien à des fins civiles que militaires. « Je me concentre sur mes recherches, justifie-t-il, qu’elles servent à la défense ou non, ce n’est pas mon problème. » 

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Les travaux menés dans le laboratoire de Hefei intéressent en tout cas de plus en plus l’Etat et certains grands groupes industriels chinois, qui ont décidé d’investir massivement dans ce domaine. Plusieurs centres de recherche sont ainsi en construction dans tout le pays sur le même modèle. 

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