Pourquoi y a-t-il tant de controverse autour de l’ordinateur quantique D-Wave ? Pourquoi tant de personnes ont-elles des doutes sur le fait que le D-Wave soit ou non un ordinateur quantique ?


Un bon résumé de IEEE Spectrum:
D-Wave's Year of Computing Dangerously

  • D-Wave affirme ardemment que son ordinateur est quantique, mais les preuves qu'il offre (en public) pour le dernier modèle ne sont pas convaincantes -- il y a un mélange d'effets quantiques et une quantité significative de bruit non quantique. Leur dossier de publication est disponible ici.
  • Les employés de D-Wave ont fait publiquement des affirmations qui étaient au mieux trompeuses, leur matériel de relations publiques montre des lacunes dans la compréhension des principes de base de l'informatique, et ils sélectionnent les données à rapporter et celles à ignorer (ainsi, les données qu'ils rapportent ne sont pas représentatives).
  • Les recherches évaluées par des pairs avec des preuves qui soutiennent partiellement les affirmations de D-Wave ont tendance à être opportunistes et ont été réfutées lorsque des affirmations fortes ont été faites (AFAIK). Les recherches évaluées par des pairs avec des conclusions négatives sur D-Wave sont mieux étayées et plus convaincantes dans l'ensemble (ceci est évidemment subjectif, mais dans le cadre de la question). Voici un exemple récent : [1401.7087] How "Quantum" is the D-Wave Machine ?.
  • D-Wave emploie de solides physiciens qui construisent des dispositifs intéressants, mais ce travail ne s'additionne pas, d'une manière ou d'une autre, à un ordinateur quantique évolutif et fonctionnel. Une situation similaire a été observée pendant une centaine d'années avec l'informatique conventionnelle (voir Charles Babbage, qui a "fait un pari sur une mauvaise technologie").
  • Plusieurs scientifiques très respectés ayant de solides antécédents dans l'informatique quantique soutiennent D-Wave pour des raisons politiques (et non pour tuer leur domaine de recherche), et ils pourraient finalement avoir raison si le matériel de D-Wave 3 ou D-Wave 4 surprend tout le monde.
  • Un point plus subtil, mais non moins important, est que l'approche de D-Wave'à l'informatique quantique semble très peu favorable à la correction d'erreurs quantiques, que de nombreux chercheurs en CQ considèrent comme nécessaire pour les ordinateurs quantiques à grande échelle. M. Troyer fait cette remarque au début de son exposé à Stanford (vidéos de l'exposé du 12 novembre 2013), mais sa signification peut être perdue pour les personnes qui ne sont pas dans le domaine du CQ et qui ne connaissent pas l'histoire de la logique numérique (par opposition à la logique analogique). Il suffit de se rappeler comment les bandes sonores analogiques, les disques, les téléphones et les téléviseurs ont été remplacés par le multimédia numérique --- la correction des erreurs, les tests post-fabrication et l'évolutivité sont beaucoup plus faciles avec la logique numérique. Les puces quantiques-adiabatiques D-Wave sont "très analogiques", alors que les circuits quantiques sont relativement plus "numériques".

Pour illustrer le va-et-vient public sur D-Wave, un article de 2013 de Boixo, Lidar et coauteurs montre que la puce D-Wave 2 ne peut pas être décrite par le modèle non quantique direct auquel on pourrait s'attendre. Évidemment, cela n'implique pas que la puce fait quelque chose de quantique, donc Smolin et al ont réfuté l'argument en montrant un modèle non quantique différent qui correspond aux performances de D-Wave.

Un article de McGeough et étudiant utilise la puce D-Wave faite sur mesure pour résoudre un certain problème (choisi pour bien correspondre à l'architecture D-Wave) mille fois plus vite qu'un logiciel commercial bien connu (CPLEX) sur un CPU produit en série. Cependant, l'analyse de plusieurs blogs et articles montre clairement que la comparaison était injuste à l'extrême et que la description publiée ne correspond pas aux résultats publiés. Bien que ce problème ne corresponde pas aux capacités de CPLEX, les développeurs de CPLEX (chez IBM) ont été en mesure d'améliorer considérablement les performances de CPLEX sur ce problème en restructurant l'entrée, en sélectionnant de meilleurs paramètres de réglage des performances et en utilisant plusieurs cœurs dans un CPU encore conventionnel. Cela conduit à la question suivante : pourquoi s'embêter avec une machine coûteuse et unique en son genre quand on peut simplement améliorer les logiciels existants ? D-Wave n'a montré aucun intérêt pour de telles comparaisons jusqu'à présent (à ma connaissance).


Plusieurs groupes, dont celui de Matthias Troyer's, ont développé un logiciel (Quantum Monte-Carlo) qui simule la puce D-Wave 2 (réplique les sorties pour toute combinaison d'entrée) sur des ordinateurs conventionnels plus rapidement que la puce ne fonctionne réellement. Plus le matériel conventionnel que vous êtes prêt à utiliser est coûteux, plus le gain par rapport à D-Wave est important (apparemment, D-Wave 2 coûte 10 millions de dollars pour le système complet). Troyer montre également que les tendances de mise à l'échelle ne sont pas en faveur de D-Wave's.


Les détails et les liens vers plus de détails se trouvent sur le blog de Scott Aaronson's
D-Wave : La vérité commence enfin à émerger

Egalement, voici'une interview du Washington Post avec Scott Aaronson qui discute de D-Wave, entre autres choses :
Confus au sujet du projet d'informatique quantique de la NSA ? Cet informaticien du MIT peut vous l'expliquer.

Ne perdez pas de vue que les puces à semi-conducteurs s'améliorent toujours à un rythme rapide, grâce à l'énorme infrastructure et à l'expérience approfondie accumulées au cours des 40 dernières années. Le grand marché existant des circuits intégrés soutient d'énormes investissements dans la nouvelle fabrication (plusieurs milliards de dollars par usine) que D-Wave a peu de chances d'égaler. Si vous êtes prêt à aller au-delà du matériel produit en masse, Intel et IBM produisent souvent des puces de recherche qui sont bien au-delà de ce qui est disponible dans les magasins (mais probablement pas plus cher que D-Wave). Donc, même si/quand D-Wave pourra égaler les ordinateurs de série, il sera loin d'un véritable succès commercial.

Pour une réponse beaucoup plus générale, voir
la réponse d'Igor Markov'à Pourquoi est-il si difficile d'appliquer les résultats scientifiques à l'industrie ?