Informatique quantique

 

La physique nous apprend que la matière se comporte différemment dans l’infiniment petit. Apparue depuis les années 80, la notion d’informatique quantique est apparue à la tête des recherches du physicien américain David Wineland trôné du prix Nobel de physique.
À la différence des ordinateurs classiques, qui eux, reposent sur un système binaire (les bits) basé sur le 1 ou le 0 (le vrai et le faux, le oui et le nom) le principe de l’ordinateur quantique, fonctionne quant à lui selon un système de Qubit où on parle des bits quantiques, c’est là où réside la complexité de ce concept, le 1 ET le 0 existent tous les deux simultanément. C’est ce qu’on définit par la « superposition quantique ».

Pour mieux comprendre ce concept de superposition, on prend l’exemple d’une pièce de monnaie posée sur sa tranche et que l’on fait tourner en équilibre. Elle peut tomber sur le côté pile ou face. Elle est désormais tombée même si on ne la regarde pas sont état est déjà fixé.

Par contre, si la nature de la pièce était quantique, le modèle précédent ne sera pas validé, car tant qu’on n’a pas ouvert les yeux et vérifié le coté sur lequel la pièce était tombé, son état reste littéralement indéfini. C’est ce qu’on désigne par état superposé.
Les qubits ont le pouvoir de représenter une multitude de valeurs qui font accroître à rythme exponentiel les performances de calcul d’un ordinateur.
La puissance d’un qubit part de 2 jusqu’à N (N représente le nombre de qubits présent dans un processeur), ainsi avec un processeur à 6 bits par exemple, une machine binaire pourrait créer 64 formules différentes. L’informatique quantique permet ainsi de dépasser les frontières de la loi de Moore, celle qui stipule que les semi-conducteurs d’entrée double chaque année à échelle constante.

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Concrètement, comment fonctionne un qubit ?

Reposant sur différents phénomènes de la physique nucléaire, on peut rapprocher le fonctionnement des qubits à celui des atomes artificiels d’où leur appellation dite quantique.
Un qubit peut être créé en se basant par exemple sur le calcul du niveau d’énergie d’un atome.

Les techniques sont plusieurs pour créer des qubits. En s’appuyant sur des méthodes déjà connues de la nanoélectronique, et grâce à des supra-conducteurs, les qubits peuvent être rajoutés à des circuits électroniques munis de semi-conducteurs.
Cependant, un détail technique fort important devrait être pris en considération. Celui-ci consiste dans le fait que pendant tout le temps de calcul, le système en entier devrait être entièrement écarté de toutes sources thermiques ou magnétiques, les chercheurs désigne ce temps d’isolation comme un temps de ‘‘décohérence’’ . En raison de la physique nucléaire qui le met en marche, le qubit sera ultra-sensible à toutes interférences avec les champs électromagnétiques.
Outre la création d’un qubit, il faudra procéder à la mise en place des détecteurs capables de m’évaluer l’information portée par ce dernier. N’étant pas chose facile, cela nécessite la maîtrise des différents paramètres du flux magnétique à savoir l’intensité et la distribution spatiale.

Pour résumer, un qubit constitue un support infiniment petit, qui transporte des informations grâce à des semi-conducteurs dans le cas d’une clé USB par exemple, qui représentent eux-mêmes les fameux transistors faisant référence à la loi de Moore.

Devrait-on craindre l’informatique quantique ?

L’éventuelle première utilisation qu’on envisage pour un PC quantique, serait la cryptographie. Actuellement, pour déchiffrer n’importe quel message ça nécessite du temps, grâce à l’outil quantique ca ne prendra que quelques secondes, et c’est là où réside le principal danger.
Des documents diffusés, avancent que la NSA encourage l’investissement au profit de l’informatique quantique dédié à « infiltrer les cibles difficiles ».

Le grand spécialiste belge de la cryptographie, Jean-Jacques Quisquater, affirme que l’ordinateur quantique ne sera pas pour demain, (si tant est qu’il puisse exister un jour).

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