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Informatique Quantique : de la science‐fiction à la réalité

L’ordinateur quantique est l’objet de nombreux fantasmes. Comme son parent, la mécanique quantique, c’est un domaine difficile d’accès, mais éminemment intéressant. Avec le temps, nous commençons de plus en plus à sortir de la science‐fiction et à rentrer dans le concret. Mais en définitive, pourquoi créer une telle machine et quelles en seraient les applications ?

 

Depuis les débuts de l’informatique, les technologies ne cessent de progresser. La loi Moore s’est vérifiée jusqu’à présent avec le doublement des capacités des transistors dans les micro‐processeurs environ tous les deux ans comme l’avait théorisé Gordon Moore. Maintenant que ceux‐ci ont atteint des tailles microscopique (14 nm, 10 même pour les derniers), les ingénieurs entrent dans le monde de la physique quantique, et donc de l’informatique quantique.

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Imaginer un calcul complexe à réaliser, si complexe que même les meilleurs ordinateurs de notre époque mettraient des milliards d’années à le résoudre, oui oui des milliards. Maintenant ce même calcul, avec l’aide d’un ordinateur quantique est résolu en une centaine de secondes. Une hypothèse qui change le champ des possibles. Pas étonnant qu’avec cette promesse, les plus grandes entreprises du monde aient décidé de se lancer dans la confection d’une telle machine.

Quelles utilités ?

Grâce à la puissance qu’offre un ordinateur quantique, des progrès notables pourraient être faits dans de nombreux domaines très importants. Notamment dans les secteurs en recherche d’optimisation comme les transports et infrastructures routières, ou au niveau de la santé avec l’amélioration des simulations de molécules qui sont à l’heure actuelle impossible à reproduire. Mais aussi pour une meilleure modélisation et prévision climatique.

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Avec un ordinateur quantique qui aurait entre 100 et 200 qbit, il serait même possible de modéliser un catalyseur qui capture le CO2 pour combattre la pollution, créer des moyens supraconducteurs qui conserveraient mieux l’énergie pendant son transport. Tout cela n’est qu’un échantillon des possibilités qu’offre l’informatique quantique.

Les complications

Il y a aussi malheureusement des contraintes et non des moindres. Il est très compliqué d’obtenir des qbits stable. C’est d’ailleurs l’axe de travail principal de Microsoft sur l’ordinateur quantique avec son approche topologique. Ce qui veut dire que les chercheurs essaient de développer des qbits beaucoup plus stable qu’à l’heure actuelle. Une autre problématique, c’est qu’il est impossible de dupliquer un qbit. L’ordinateur quantique résout donc des problèmes bien plus rapidement qu’un ordinateur classique, mais il est impossible de savoir comment il est parvenu à ce résultat.

Quelques avancées

Pour l’instant, il y a deux grands algorithmes basé sur l’informatique quantique :

  • l’algorithme de Shor : A partir d’un nombre entier N retrouver les nombres premiers qui le constituent (on parle ici de nombre à 500 chiffres ou plus).
  • l’algorithme de Grover : Un algorithme permettant de rechercher un ou plusieurs éléments qui répondent à un critère donné parmi N élément non classé.

 

L’algorithme de Shor par exemple pourrait permettre de casser à peu près tous les codes de sécurité qui sont à l’heure actuelle à la base de la sécurité informatique.

Pas d’inquiétude pour autant, un ordinateur quantique comme il est présenté ici n’existe pas encore, et ce n’est pas pour tout de suite. Et déjà certains travaillent à créer des codes de sécurité capable de résister à la puissance de l’informatique quantique .

 

Alors, rien ne presse, ce n’est pas demain que le consommateur pourra se procurer un ordinateur quantique dans le magasin du coin. Ce n’est d’ailleurs pas l’objectif, l’ordinateur quantique n’ayant pas pour but de remplacer l’ordinateur classique. Il se place plus en complément, en aide pour des taches trop complexes, ou trop longues à réaliser pour les ordinateurs avec des puces au silicium.

Le chat de Shrödinger n’en a pas fini avec vous.