Google Willow divise par 40 les erreurs des états magiques dans un article de Science

L'équipe quantique de Google a montré, pour la première fois sur du vrai matériel, une façon moins coûteuse de fabriquer les « états magiques » particuliers dont un ordinateur quantique utile a besoin. Le résultat, publié dans Science le 15 octobre 2026, a réduit les erreurs dans ces états d'environ 40 fois sur la puce Willow de Google. Les états magiques pourraient absorber jusqu'à 95 % de la capacité d'une future machine. Les rendre moins chers s'attaque donc à l'un des plus gros coûts du domaine.

L'annonce de Google, rédigée par la chercheuse Emma Rosenfeld et l'ingénieur logiciel quantique Craig Gidney, le dit simplement : « Nous avons montré que la culture d'états magiques (magic state cultivation) fonctionne sur le matériel de Google Quantum AI. »

Ce qu'est un état magique

Un ordinateur quantique fonctionne avec des qubits, qui peuvent contenir des mélanges de 0 et de 1 à la fois. Les qubits sont fragiles, donc les machines pratiques utiliseront la correction d'erreurs. Cela consiste à répartir un qubit « logique » fiable sur de nombreux qubits physiques.

Les machines à correction d'erreurs peuvent effectuer certaines opérations à faible coût. D'autres, elles ne peuvent pas les faire seules. Pour celles-ci, la machine prépare un état magique à l'avance, puis le consomme pour effectuer l'opération, explique Google. Chacun ne sert qu'une fois. Les T-states sont un type d'état magique.

Fabriquer des états magiques coûte cher. Le billet de Google indique que « jusqu'à 95 % de la capacité totale d'un ordinateur quantique pourrait devoir être consacrée à leur fabrication ». Quantum Computing Report indique que les anciennes méthodes, appelées distillation, devaient selon les projections utiliser 90 % à 95 % des qubits physiques d'une machine. Google affirme que le problème a été anticipé pour la première fois en 2004.

Comment fonctionne la culture

Gidney, Noah Shutty et Cody Jones, de Google Quantum AI, ont proposé la culture d'états magiques en 2024, en s'appuyant sur une idée antérieure. Le nouvel article marque la première fois qu'elle a tourné sur une vraie puce.

The Quantum Insider la décrit comme un filtre. La puce répartit un état magique grossier sur un petit groupe de qubits. Elle exécute ensuite une série de vérifications, rejette toute tentative qui échoue et fait grandir celles qui réussissent.

Ici, l'équipe a fait grandir un état d'un petit code correcteur d'erreurs vers un plus grand. Les deux codes sont connus sous les noms de code couleur de distance 3 (distance-3) et de code de surface de distance 5 (distance-5). Quantum Computing Report parle de « la première implémentation matérielle physique de la culture d'états magiques ».

Les résultats

Mesure	Résultat	Source
Réduction des erreurs	Environ 40 fois par rapport aux états non cultivés	Google
Fidélité logique des T-states	99,99 %, un record selon Google	Google
Tentatives conservées	8 %	Quantum Computing Report
Qubits utilisés	54 des 105 de Willow	The Quantum Insider
Test de stockage	Erreurs environ 7 fois plus élevées que simulé	The Quantum Insider

Une fidélité de 99,99 % signifie environ une erreur pour 10 000 états. Le faible taux de conservation de 8 % est le prix du filtre : la plupart des tentatives sont rejetées.

Ce qui reste à prouver

Les auteurs sont clairs sur les limites. « Bien sûr, nous devons encore démontrer la culture d'états magiques à plus grande échelle », indique le billet de Google. Il ne donne aucun calendrier pour un ordinateur quantique utile.

The Quantum Insider rapporte que les états stockés se sont dégradés plus vite que ne le prévoyaient les simulations, avec un taux d'erreur environ sept fois plus élevé. Le média attribue l'essentiel de cet écart à la fuite (leakage), lorsqu'un qubit sort des deux états qu'il devrait occuper. Les simulations avaient laissé cet effet de côté. Le média qualifie ce travail d'« avancée importante et progressive vers une informatique quantique pratique ».

Faire coopérer le matériel a aussi demandé du travail. Interesting Engineering rapporte que les premiers résultats étaient faussés par la dérive des équipements électriques et les variations de température du laboratoire. Google les a corrigés avec de meilleurs contrôles et une nouvelle méthode de benchmarking.

Ce que cela signifie pour les développeurs

Rien ne change dans votre stack cette année. Google ne donne aucune date pour une machine utile, et la méthode doit encore fonctionner à une échelle bien plus grande. Considérez cela comme une baisse de coût sur le papier, pas comme un produit.

Surveillez trois chiffres dans les articles qui suivront : le taux de conservation de 8 %, le taux d'erreur pendant le stockage et le nombre de qubits. Une machine utile a besoin d'états magiques produits rapidement et en masse. Un filtre qui rejette 92 % des tentatives doit tourner vite pour suivre le rythme.

Si vous achetez du temps de calcul quantique dans le cloud ou si vous suivez le domaine pour votre entreprise, demandez aux fournisseurs comment ils comptent fournir des états magiques. Ce seul poste pourrait déterminer la taille et le coût qu'une machine utile devra atteindre.

Pour les équipes de sécurité, le conseil reste le même. Passez à la cryptographie post-quantique, un chiffrement conçu pour résister aux attaques quantiques, selon votre propre calendrier plutôt qu'en réaction aux gros titres. Les outils arrivent déjà : OpenSSH 10.6 a ajouté un type de signature post-quantique le 6 octobre.

L'article complet, « Magic state cultivation on a superconducting quantum processor », est publié dans Science sous le DOI 10.1126/science.aee7961.