Ordinateurs quantiques

Le monstre du Loch Ness de l’informatique ?

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 L’ordinateur quantique … beaucoup en parlent mais très peu l’ont réellement vu ; ne serait-il donc qu’une lubie sortie de quelques cerveaux souhaitant faire du buzz sur Internet ? Eh bien : non !

Contrairement au monstre du Loch Ness dont personne ne sait vraiment jusqu’à aujourd’hui s’il a une existence réelle ou s’il ne s’agissait pas simplement d’une risée sur la surface du lac, l’ordinateur quantique est un concept réel issu des supputations théoriques d’un mathématicien (Peter Shor [01]) en 1994.

Aujourd’hui, des équipes travaillent effectivement à traduire ce concept dans la réalité physico-chimique et des milliards de dollars ont déjà été investis dans sa mise en œuvre.

Illustration photographique au crédit de : Image par Greg Montani de Pixabay.

Pour certains, l’utilité de l’ordinateur quantique reste sujette à caution.

 Le concept n’anime pas que le monde scientifique et l’animation qu’il suscite n’est pas que positive… Il fait également battre le cœur de ses sponsors parce qu’il coute pour le moment très cher sans offrir encore suffisamment de retour sur investissement.

Les détracteurs mettent en avant le fait que ces nouveaux calculateurs n’ont que quelques douzaines de q-bits et que leur fonctionnement reste encore trop souvent entaché d’erreurs de calculs surgissant de manière erratique (au hasard).

Les enthousiastes pensent au contraire qu’ils offrent enfin l’opportunité de dépasser les frontières actuelles du savoir [03 ; pp. 18-22].

Toujours est-il que la recherche de débouchés utiles devient donc une priorité [01] car en fait, les idées de Peter Schor (alors mathématicien au M.I.T.) n’ont pas encore atteint une maturité suffisante.

La suprématie quantique annoncée par Google en octobre 2019 et prétendument démontrée au travers d’une machine contenant seulement 54 q-bits ayant résolu en quelques centaines de secondes un problème qu’une machine traditionnelle aurait réussi à calculer en dix-mille ans, ne convainc pas tout le monde.

Le défi est énorme et risque d’occuper théoriciens, informaticiens, chimistes et physiciens encore un bon bout de temps [03].

Illustration photographique au crédit de : Image par Tumisu de Pixabay.

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Intelligence artificielle, cryptage et initiation au codage des ordinateurs quantiques.

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 La puissance de calcul à vrai dire ridicule des premiers exemplaires (inférieure à 100 Q-bits) ne décourage pourtant pas les défenseurs de sa cause.

Certains adeptes estiment que ces machines n’auront un intérêt réel que lorsque leur puissance aura dépassé les 1 000 Q-bits et qu’elles permettront de concurrencer les versions classiques des ordinateurs dans la modélisation d’objets tri-dimensionnels, par exemple les molécules chimiques ou les représentations du cosmos. Cette puissance devrait être atteinte dans les très prochaines années. Par ailleurs, et c’est en fait une des motivations importantes poussant à poursuivre leur développement, ces ordinateurs quantiques risquent de battre en brèche le système actuel de cryptage des informations -dit R.S.A et mis en place au cours des années soixante-dix.

Ainsi, « les convaincus d’avance » poursuivent obstinément leur route. Les premiers exemplaires de ces drôles de machines sont d’ailleurs construits et testés aux Etats-Unis et en Allemagne. Les installations nécessitent elles aussi de maîtriser les techniques des très basses températures et du refroidissement.

Quoiqu’il en soit, les passionnés comprenant l’américain peuvent d’ores et déjà s’initier à l’histoire [04], aux langages [05] et à la programmation de ces étranges machines qui façonneront à n’en pas douter l’intelligence artificielle du futur ; voir par exemple : Q# (Microsoft), Qiskit [06 ; IBM], Cirq [07 ; Google], Forest [08 ; Rigetti Computing], tket [09 ; Cambridge Quantum Computing], silq [10 ; ETH], [11 ; Canada].

Illustration photographique : Image par Gerd Altmann de Pixabay.

 

Pour en savoir plus sur le sujet : Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Calculateur quantique de Wikipédia en français (auteurs).

 

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Bibliographie

[01] Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Peter Shor de Wikipédia en français (auteurs).

[02] Beyond quantum supremacy : the hunt for useful quantum computers ; Nature, new features, 2 October 2019.

[03] Quantum computing error problem; Sciences News, June 20, 2020.

[04] The biggest flipping challenge in quantum computing; Sciencemag.org, July 9, 2019.

[05] https://quantum.country/qcvc

[06] B. Heim et al. Nature Rev. Phys. 2, 709-722 ; 2020.

[07] https://qiskit.org/

[08] https://quantumai.google/cirq

[09] https://qcs.rigetti.com/sdk-downloads

[10] https://cqcl.github.io/pytket/build/html/index

[11] https://silq.ethz.ch

[12] https://mathstat.dal.ca/-selinger/quipper/

Date de dernière mise à jour : 19/10/2021