L’ordinateur quantique est une machine qui va révolutionner le calcul. Il est considéré comme étant le Graal de l’informatique, mais de quoi s’agit-il exactement ?
Ordinateur quantique : une machine qui effectue les calculs en suivant les lois de la physique quantique
L’ordinateur quantique est une machine qui ressemble aux ordinateurs classiques, mais contrairement à ces derniers, il est capable d’effectuer des calculs à l’échelle atomique. Il utilise les propriétés quantiques de la matière et suit le principe de la superposition et de l’intrication.
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L’utilisation des propriétés quantiques de la matière
L’ordinateur quantique se base sur les propriétés quantiques de la matière comprenant le principe de la superposition et de l’intrication, pour effectuer ses calculs.
Contrairement aux ordinateurs classiques qui travaillent sur des données binaires équivalentes à des 0 et des 1, l’ordinateur quantique utilise des qubits qui peuvent avoir plusieurs valeurs. Pour information, une valeur quantique comporte d’innombrables possibilités simultanées.
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La superposition et l’intrication
La loi de la physique quantique s’intéresse aux comportements de la lumière et de la matière sur le plan microscopique où des phénomènes contre-intuitifs se produisent. A cette échelle, le principe de superposition quantique s’applique.
A ce principe s’ajoute celle de l’intrication quantique qui suppose que deux objets peuvent s’influencer même s’ils sont séparés par une grande distance. En somme, un ordinateur quantique n’explore pas qu’un chemin, mais plusieurs chemins en même temps. Grâce à ce fonctionnement, il peut effectuer des calculs rapidement.
Ordinateur quantique : ce n’est pas un calculateur quantique
Étant donné que l’ordinateur quantique fonctionne avec des qubits, il est donc capable d’effectuer des calculs rapidement comparé à un ordinateur classique qui fonctionne avec des bits. Il n’est pas pour autant un calculateur quantique.
Un calculateur quantique ne peut exécuter qu’une classe d’algorithme. Il n’est pas programmé pour réaliser toutes sortes de tâches. L’ordinateur quantique, quant à lui, est programmable et peut exécuter n’importe quelle tâche, n’importe quel algorithme quantique.
L’ordinateur quantique est le Graal de l’informatique, car il peut traiter une énorme masse de données, mais aussi réaliser des opérations impressionnantes.
Google a par exemple prétendu avoir mis en place un ordinateur quantique doté d’un processeur qui rivalise avec les ordinateurs les plus avancés. Une opération que ces derniers auraient mis 10 000 ans à réaliser est effectuée par ce processeur de Google en trois minutes seulement.
Ordinateur quantique : une machine qui utilise des algorithmes complexes comme celui de Shor
Un ordinateur quantique est une machine qui utilise des algorithmes complexes pour fonctionner. Parmi les algorithmes possibles, il y a celui de Shor.
Shor, un chercheur de AT&T, a inventé son algorithme en 1994 en démontrant la possibilité de factoriser des nombres importants en un temps record grâce à un calculateur quantique. Outre cette rapidité, l’algorithme de Shor permet d’aller outre le système de cryptographie RSA.
Grâce aux algorithmes complexes, l’ordinateur quantique promet des réalisations qui dépassent l’imagination tellement il est performant. Il permet d’inventer des molécules, d’optimiser des tâches, etc.
Tous projets qui nécessitent des calculs complexes seront simplifiés grâce à l’ordinateur quantique d’autant plus que d’autres applications autour du quantique sont en train de voir le jour (capteurs quantiques, communications quantiques, etc.).
Ordinateur quantique : un ordinateur en cours de conception
Le problème avec l’ordinateur quantique, c’est la décohérence. En fait, plus il y a de superposition des états quantiques, plus la structure est instable ce qui peut fausser les calculs.
Pour résoudre la décohérence, des laboratoires et des scientifiques essaient des approches comme les circuits solides ou encore des systèmes d’ions piégés.
Pour l’instant, les recherches au sujet de l’ordinateur quantique n’ont pas encore abouti. Cette machine performante est toujours en phase de conception. Le cosmologiste Max Tegmark a par exemple indiqué que les experts qu’il a consultés ne pensent pas qu’un tel ordinateur puisse voir le jour avant 2050.
Même si l’ordinateur quantique n’est pas encore disponible, que personne n’a encore réussi à en concevoir un pour de vrai, il existe quand même des prototypes utilisés par des compagnies comme IBM, CEA, Google, etc.
