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ordinateur quantique

Comment l’ordinateur quantique transformera l’informatique ?

L’ordinateur quantique est en passe de devenir, avec l’intelligence artificielle, l’un des domaines majeurs de la 4ème grande révolution à venir, après l’industrialisation de la machine à vapeur, de l’électricité et de l’automatisation.

Celui-ci promet de faire passer les supercalculateurs les plus puissants pour de simples calculatrices. Des millions de fois plus performants que nos machines actuelles, il pourra potentiellement rendre obsolètes les méthodes de chiffrement d’aujourd’hui.

Pour comprendre l’ordinateur quantique, il faut d’abord saisir le fossé qui sépare notre monde de celui de la physique quantique.

 

Un autre monde

Lorsque nous entrons dans le monde de l’infiniment petit, les lois de la physique telles que nous les connaissons changent. Avec la miniaturisation de l’informatique poussée dans ses retranchements et les gravures qui atteignent des tailles nanométriques, les concepteurs se heurtent à des limites physiques comme l’effet tunnel, joyeuseté du monde quantique.

Il y a deux principes fondamentaux à saisir pour comprendre en quoi l’ordinateur quantique sera radicalement différent. En effet, il ne s’agit pas d’une énième amélioration, mais d’un changement de nature.

 

Entre rêve et réalité, une nature insaisissable

Abordons 2 notions essentielles de la physique quantique qui se cachent derrière la révolution que sera l’ordinateur quantique.

La superposition quantique est un état de la matière dans lequel deux réalités d’un élément existent simultanément :

  • avec un ordinateur classique, une information peut être vraie ou fausse
  • avec un ordinateur quantique, le vrai et le faux coexistent et sont superposés
  • non pas en tant que possibilité, mais en tant que réalité tangible, c’est l’observateur en regardant l’information qui figera celle-ci dans un état plutôt qu’un autre
  • l’exemple le plus célèbre de cette démonstration est le chat de Schrödinger.

L’intrication quantique, ou principe de non-localité :

  • permet à deux éléments de s’échanger une information sans prendre en compte la distance qui les sépare
  • impossible me direz-vous… puisque rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière
  • or des expériences récentes ont prouvé la véracité de ce principe
  • ce qu’il faut comprendre c’est qu’avec ce principe, ces deux (ou plus) éléments doivent être considérés comme un système unique

 

Quel rapport avec l’ordinateur quantique ?

La base de l’ordinateur quantique est le qbit, c’est l’analogue quantique du bit sur un ordinateur classique. Le qbit n’a pas besoin de tester un état puis l’autre, il « sait » immédiatement lequel est le bon.

Avec le principe de superposition, le qbit est déjà dans 3 états : faux, vrai, vrai et faux à la fois.

Chaque nouveau qbit permet de multiplier par 2 la vitesse de traitement de l’information. Cela semble peu, mais c’est une révolution.

Un ordinateur quantique avec une puce à 5 qbits permet un calcul 32 fois plus rapide qu’avec un ordinateur classique avec une puce à 5 bits. En approchant des 50 qbits, la multiplication de la vitesse de calcul se chiffre en centaines de milliers de milliards.

 

Possibilités infinies

Avec une telle capacité de traitement (en parallèle qui plus est et non séquentielle comme sur un ordinateur classique) trouver un vaccin, faire des recherches sur de nouveaux ensembles de molécules se fera non plus en quelques jours, mais en quelques minutes ou secondes.

Coupler ses capacités à de l’intelligence artificielle et de la reconnaissance faciale, c’est une possibilité de localiser en quelques instants un individu où qu’il soit sur la planète.

Un changement de paradigme est à prévoir pour la programmation de ces machines et avec elle, une nouvelle informatique verra le jour.

Il reste néanmoins des étapes clés à franchir comme le problème de décohérence lorsqu’un nombre trop élevé de qbits est assemblé, ou encore le taux d’erreur qui est actuellement de 0,5 % et qui devra atteindre 0,000 1 % pour être viable.

Le potentiel de cette application du monde quantique est éblouissant, mais également à double tranchant. Utilisée à mauvais escient, cette révolution permettra un contrôle absolu qui pourrait bien faire passer le célèbre livre 1984 pour un conte de fées.