La véritable révolution de l’informatique quantique

La véritable révolution de l’informatique quantique

L’informatique quantique diffère de l’informatique classique en utilisant des bits quantiques (qubits) au lieu de bits classiques pour effectuer des calculs. Les qubits peuvent exister dans plusieurs états simultanément, ce qui permet un nombre considérablement accru de résultats potentiels. L’informatique quantique va transformer radicalement beaucoup de secteurs d’activité. Par Xavier Dalloz, consultant spécialisé dans les nouvelles technologies. ( dans La Tribune)

L’informatique quantique en est encore à ses balbutiements, mais elle a le potentiel de tout révolutionner, de la cryptographie à la découverte de médicaments. Cela pourrait conduire au développement de nouveaux médicaments plus efficaces et ayant moins d’effets secondaires. C’est aussi un défi majeur pour la sécurité informatique. Les chercheurs et les entreprises technologiques devront donc trouver de nouvelles méthodes de chiffrement qui peuvent résister à la puissance des ordinateurs quantiques. Cela pourrait impliquer le développement de nouveaux algorithmes de chiffrement, ou l’utilisation de principes de la mécanique quantique pour créer ce que l’on appelle le « chiffrement quantique ».

Rappelons que les ordinateurs quantiques fonctionnent sur la base de principes clés de la physique quantique :

Qubits :
La pierre angulaire de l’informatique quantique, les qubits, sont la version quantique des bits binaires classiques. Contrairement aux bits réguliers qui sont soit 0 soit 1, un qubit peut représenter 0, 1 ou les deux en même temps.
Superposition :
Grâce à la superposition, les qubits peuvent effectuer plusieurs calculs simultanément. C’est ce principe qui donne aux ordinateurs quantiques leur puissance de calcul exponentielle.
Intrication :
Cet effet quantique permet aux qubits de se lier, de sorte que l’état d’un qubit peut affecter instantanément l’état d’un autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Cette propriété permet aux ordinateurs quantiques de résoudre des problèmes complexes plus efficacement que les ordinateurs classiques.
Portes quantiques :
Les portes quantiques sont des opérations qui peuvent être effectuées sur un ensemble de qubits. Elles ressemblent aux portes logiques de l’informatique classique mais, grâce à la superposition et à l’intrication, les portes quantiques peuvent traiter simultanément toutes les entrées possibles.
Les ordinateurs quantiques nécessitent une infrastructure physique importante, refroidissant souvent la machine à des températures proches du zéro absolu et maintenan
IBM a démontré que les ordinateurs quantiques pouvaient surpasser les principales simulations classiques .À l’aide du processeur quantique IBM Quantum « Eagle », composé de 127 qubits supraconducteurs sur une puce, ils ont réussi à générer de grands états intriqués qui simulent la dynamique de spin d’un modèle de matériau.
L’ordinateur quantique de Google, Sycamore, a accompli une tâche qui aurait nécessité près d’un demi-siècle pour un ordinateur traditionnel.
Avantages du quantique
Les principaux avantages des ordinateurs quantiques sont notamment :

Plus rapide:
il peut effectuer n’importe quelle tâche plus rapidement par rapport à un ordinateur classique. Parce que les atomes se déplacent plus rapidement dans un ordinateur quantique qu’un ordinateur classique.
Précis:
sa précision de plus haut niveau le rend adapté à la sécurité nationale et au traitement des mégadonnées.
Efficacité énergétique:
il gaspille moins d’énergie
Les ordinateurs quantiques ne remplaceront pas les ordinateurs classiques. Il est plus probable qu’ils coexisteront avec leurs homologues classiques, donnant accès aux technologies quantiques lorsque des calculs avancés sont nécessaires. Il y aura une coexistence entre l’informatique classique et l’informatique quantique comme il y a une coexistence des unités de traitement graphique (GPU) et des unités centrales de traitement (CPU) : le processeur exécute la plupart des tâches tandis que le GPU prend en charge les graphiques sophistiqués, le rendu vidéo et, de plus en plus, l’apprentissage automatique.

L’utilisation d’une machine classique restera la solution la plus simple et la plus économique pour résoudre la plupart des problèmes. Mais les ordinateurs quantiques promettent d’alimenter des avancées passionnantes dans divers domaines, de la science des matériaux à la recherche pharmaceutique. Les entreprises expérimentent déjà avec eux pour développer des choses comme des batteries plus légères et plus puissantes pour les voitures électriques, et pour aider à créer de nouveaux médicaments.

Voici quelques chiffres qui résument les grandes tendances du marché de l’informatique quantique :

La taille du marché de l’informatique quantique était évaluée à environ 1 milliard en 2022 à 8 milliards de dollars d’ici 2030
D’ici 2030, 2.000 à 5.000 ordinateurs quantiques seraient opérationnels étant donné qu’il existe de nombreuses pièces du puzzle de l’informatique quantique, le matériel et les logiciels nécessaires pour gérer les problèmes les plus complexes pourraient ne pas exister avant 2035 ou au-delà.
La plupart des entreprises ne seront pas en mesure de tirer une valeur significative de l’informatique quantique avant 2035, bien que quelques-unes verront des gains au cours des cinq prochaines années.
De nombreux secteurs révolutionnés
L’informatique quantique va révolutionner de nombreuses industries.

Par exemple :

La finance
L’industrie de la finance et de l’investissement est l’un des secteurs qui pourraient grandement bénéficier de l’IA quantique. Avec la capacité d’analyser de grandes quantités de données en temps réel, les algorithmes d’IA quantique pourraient aider les sociétés financières à prendre des décisions d’investissement plus éclairées et à gérer les risques plus efficacement.
Par exemple, l’IA quantique pourrait être utilisée pour analyser les tendances du marché et prédire le comportement des actions, des obligations et d’autres instruments financiers.
Cela pourrait aider les investisseurs à prendre des décisions plus éclairées quant au moment d’acheter, de vendre ou de conserver leurs investissements.
Quantum AI pourrait également aider les entreprises financières à identifier de nouvelles opportunités d’investissement.
En analysant de grandes quantités de données, les algorithmes d’IA quantique pourraient identifier les tendances émergentes et les industries prêtes à croître. Cela pourrait aider les investisseurs à entrer au rez-de-chaussée de nouvelles industries et potentiellement gagner des retours importants sur leurs investissements.
La santé et la biotechnologie
Avec la capacité d’analyser des données génétiques et d’autres informations médicales complexes, l’IA quantique pourrait aider à identifier de nouveaux traitements et remèdes contre les maladies.
Par exemple, l’IA quantique pourrait être utilisée pour analyser de grandes quantités de données génétiques afin d’identifier les causes sous-jacentes de maladies telles que le cancer. Cela pourrait aider les chercheurs à développer de nouveaux traitements qui ciblent les mutations génétiques spécifiques qui causent ces maladies.
Quantum AI pourrait également aider les prestataires de soins de santé à personnaliser les traitements pour chaque patient.
En analysant les données génétiques d’un patient, les algorithmes d’IA quantique pourraient identifier les traitements les plus efficaces pour l’état spécifique de ce patient. Cela pourrait aider les fournisseurs de soins de santé à fournir des traitements plus efficaces et à améliorer les résultats pour les patients.
Les chaînes d’approvisionnement et la logistique
La logistique et la gestion de la chaîne d’approvisionnement sont un autre domaine qui pourrait grandement bénéficier de l’IA quantique. En optimisant des réseaux logistiques complexes, les entreprises pourraient réduire leurs coûts et améliorer leur efficacité.
Par exemple, l’IA quantique pourrait être utilisée pour analyser les routes maritimes et les délais de livraison afin d’identifier le moyen le plus efficace de transporter des marchandises.
En analysant les données de vente et d’autres facteurs, les algorithmes d’IA quantique pourraient prédire la demande de produits et aider les entreprises à optimiser leurs niveaux de stocks. Cela pourrait aider les entreprises à réduire gaspiller et améliorer rentabilité .
La modélisation climatique et environnementale
L’IA quantique pourrait également avoir un impact significatif sur la modélisation du climat et de l’environnement . En analysant de grandes quantités de données environnementales, les chercheurs pourraient mieux comprendre l’impact du changement climatique et développer des stratégies pour atténuer ses effets. Par exemple,
l’IA quantique pourrait être utilisée pour analyser les données satellitaires afin de suivre les changements du niveau de la mer et de prévoir l’impact de l’élévation du niveau de la mer sur les communautés côtières.
L’IA quantique pourrait également être utilisée pour analyser les conditions météorologiques et prédire la probabilité de catastrophes naturelles telles que les ouragans et les tornades.
Principales innovations
Voici quelques-unes des principales innovations dans le domaine de l’informatique quantique :

Qubits améliorés :
Les qubits, les unités de base de l’informatique quantique, sont les équivalents des bits classiques. Les chercheurs travaillent sur le développement de qubits plus fiables et plus cohérents, capables de stocker et de manipuler l’information quantique de manière plus stable. Différentes technologies sont explorées, comme les qubits supraconducteurs, les qubits à base d’ions piégés, les qubits à base de photons, etc.
Augmentation du nombre de qubits :
L’échelle et la complexité des calculs quantiques dépendent de la quantité de qubits disponibles. Les chercheurs cherchent à augmenter le nombre de qubits de manière significative pour pouvoir exécuter des algorithmes quantiques plus puissants. Les ordinateurs quantiques avec un grand nombre de qubits permettront de réaliser des calculs inaccessibles aux ordinateurs classiques.
Correction des erreurs quantiques :
Les systèmes quantiques sont susceptibles d’erreurs en raison de facteurs tels que le bruit, les interférences et les instabilités. La correction des erreurs quantiques est un domaine de recherche actif qui vise à développer des techniques pour détecter et corriger les erreurs quantiques, garantissant ainsi la fiabilité des calculs quantiques sur des systèmes réels.
Algorithms quantiques :
Les chercheurs travaillent sur le développement d’algorithmes spécifiques conçus pour être exécutés sur des ordinateurs quantiques. Ces algorithmes exploitent les propriétés quantiques pour résoudre des problèmes complexes plus rapidement que les algorithmes classiques. Des exemples d’algorithmes quantiques prometteurs incluent l’algorithme de factorisation de Shor, l’algorithme de recherche de Grover et l’algorithme de simulation quantique.
L’utilisation de l’apprentissage automatique quantique et de l’intelligence artificielle quantique :
les chercheurs explorent l’utilisation de l’informatique quantique pour développer de nouveaux algorithmes d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle qui peuvent tirer parti des propriétés uniques des systèmes quantiques.
Montée en puissance des services cloud quantiques :
avec l’augmentation du nombre de qubits et des temps de cohérence, de nombreuses entreprises proposent désormais des services cloud quantiques aux utilisateurs, ce qui leur permet d’accéder à la puissance de l’informatique quantique sans avoir à construire leur propre ordinateur quantique.
Avancement de la correction d’erreurs quantiques :
Pour rendre un ordinateur quantique pratiquement utile, il est nécessaire de disposer de techniques de correction d’erreurs quantiques pour minimiser les erreurs qui se produisent pendant le calcul. De nombreuses nouvelles techniques sont en cours de développement pour atteindre cet objectif.
Encore à un stage précoce
L’informatique quantique est encore à un stade précoce de développement, et de nombreux défis techniques doivent être surmontés avant que des systèmes quantiques largement utilisables et commercialement viables ne deviennent réalité. Cependant, les progrès continus dans ces domaines d’innovation ouvrent des perspectives passionnantes pour l’informatique quantique dans un avenir proche.

Une avancée majeure vers l’internet quantique

 

Des chercheurs ont réussi à allonger la portée d’une communication quantique en utilisant une sorte de relais.( Sciences et avenir)

Un internet quantique – qui ne devrait pas voir le jour avant une dizaine d’années – sera un réseau à grande échelle connectant les utilisateurs via des applications inédites et « impossibles à réaliser avec le web classique« , explique à l’AFP Ronald Hanson de l’Université de Delft (Pays-Bas), co-auteur de ces travaux parus dans la revue Nature. L’échange d’informations s’y fera non sous la forme de bits classiques – les 0 et 1 à la base de l’informatique – mais de bits quantiques (qubits).

Ces qubits exploitent les lois de la physique quantique, qui régit le monde à l’échelle de l’infiniment petit. L’une de ces propriétés est l’intrication, aussi appelée enchevêtrement, un étrange phénomène par lequel deux particules enchevêtrées se comportent de manière identique quelle que soit la distance les séparant : comme reliées par un fil invisible, elles partagent un même état.

L’état d’un qubit enchevêtré est ainsi partagé avec l’autre, et leur coordination est si parfaite qu’on parle de téléportation : en théorie, toute modification des propriétés de l’un modifie instantanément celles de l’autre, même à l’autre bout de la Terre. Les bits quantiques peuvent actuellement se transmettre par l’intermédiaire de fibres optiques, mais la téléportation reste limitée : au-delà d’une centaine de kilomètres, le signal s’atténue voire se perd. Si on veut maintenir l’intrication de bout en bout, il faut que les qubits soient directement reliés par une « chaîne » quantique.

C’est l’exploit décrit dans l’étude de Nature, par lequel les scientifiques ont introduit un relais, afin d’allonger la portée de la communication. La communication quantique, qui se limitait à deux acteurs communément appelés Alice et Bob, peut désormais compter sur un troisième personnage, Charlie. L’expérience s’est déroulée dans deux laboratoires de QuTech, une collaboration entre l’Université de technologie de Delft et l’Organisme néerlandais des sciences appliquées TNO.

Des qubits à base de diamant ont été placés sur un circuit comprenant trois interconnexions appelées « nœuds quantiques ». Les nœuds Alice et Bob se trouvent dans deux laboratoires distants de plusieurs mètres, et reliés par fibre optique, et pareillement Bob est directement relié à Charlie. Alice et Charlie ne peuvent pour l’instant pas se parler. Les chercheurs ont d’abord intriqué les nœuds physiquement reliés (le couple Alice-Bob et le couple Bob-Charlie). Puis utilisé Bob comme intermédiaire, et par un procédé d’échange d’intrication, réussi à enchevêtrer Alice et Charlie.

Bien que non reliés physiquement, ces deux derniers ont ainsi pu se transmettre directement un message. Le signal était de surcroît d’excellente qualité, sans aucune déperdition – une gageure au regard de l’extrême instabilité d’un bit quantique. Et cette transmission a pu se faire dans le plus grand secret, comme le veulent les lois quantiques : avec l’intrication, toute tentative d’interception ou d’espionnage du message change automatiquement les qubits, détruisant le message lui-même.

Ce premier réseau embryonnaire de téléportation quantique ouvre la voie à des connexions à grande échelle : il prouve à l’échelle du laboratoire le principe d’un répéteur quantique fiable – le fameux Bob – que l’on pourrait placer entre deux nœuds éloignés de plus de 100 km, et augmenter ainsi la puissance du signal. L’innovation décrite dans Nature représente « une victoire pour la science fondamentale » et une « solution dans le monde réel pour faire franchir une étape à la physique quantique appliquée« , se félicitent des scientifiques dans un commentaire « News & Views«  publié en marge de l’étude dans Nature.

 Quand il évoque l’internet quantique, le physicien Ronald Hanson décrit un univers où les communications seraient « ultra-sécurisées« , et l’ordinateur quantique accessible dans le cloud avec « une confidentialité de nos données garantie par les lois ‘naturelles’ de la physique, un réseau de capteurs hyper sensibles…« . Trouver des applications au web quantique est « un champ de recherche en soi« , ajoute le chercheur qui espère voir ce nouveau monde naître « dans moins de 20 ans« .

Se préparer dès maintenant à l’époque post-quantique

Se préparer dès maintenant à l’époque post-quantique

 

Le professeur en gestion du risque Charles Cuvelliez et l’expert en cryptographie Jean-Jacques Quisquater analysent, dans une tribune au « Monde », l’enjeu de la décision prise par Jo Biden de demander à l’administration américaine de préparer un plan de migration vers la cryptographie quantique.

 

Le président Biden a signé, le 4 mai, un ordre exécutif, chargeant le National Institute of Standards and Technology (NIST) [l’organisme américain chargé de définir des standards en matière de sécurité informatique] de préparer la migration de l’Etat fédéral vers le monde postquantique. Il s’agira d’utiliser des algorithmes de chiffrement quantique qui résisteront aux ordinateurs du même nom, censés, quand ils existeront, ne faire qu’une bouchée du chiffrement classique. Et, pourtant, l’ordinateur quantique capable de cet exploit n’existe pas encore et on n’est même pas sûr qu’il existera un jour à une échelle utile.

Quelles sont les menaces qui poussent le président à agir maintenant ? Il y a l’espionnage, car des Etats stockent des données chiffrées dans l’espoir de pouvoir les déchiffrer avec un futur ordinateur quantique. Ce n’est pas un mauvais calcul. Des données ne perdent pas leur valeur si vite : il suffit de voir combien rendre publiques des archives même cinquante ans après reste sensible.

Un effondrement des équilibres en présence

Il n’y a qu’à se baisser aujourd’hui pour collecter des données chiffrées sur Internet ou en piratant les entreprises. On peut imaginer les secrets de fabrication des missiles hypersoniques, par exemple. Il y a aussi la menace de rendre incertaines du jour au lendemain toutes les communications quand on les signe par cryptographie, pour les authentifier ou pour garantir l’intégrité de leur contenu.

Imaginons demain la Russie annonçant avoir mis au point un ordinateur quantique, donnant un bout de preuve qu’il est réel et annonçant réfléchir à une cible : à savoir des données top secret américaines chiffrées sur son armement défensif qu’elle prétendra avoir obtenues ; il n’en faudra alors pas plus – avec ce seul ordinateur quantique – pour créer un effondrement géopolitique des équilibres en présence.

Les projets industriels devraient déjà intégrer la cryptographie quantique : des voitures autonomes bourrées d’électronique aux grandes infrastructures en gestation, tous ces chantiers doivent prévoir leur fonctionnement à l’abri de la menace de l’ordinateur quantique ; une voiture se garde de cinq à dix ans, un avion, un bateau s’utilisent pendant vingt à trente ans.

Veut-on que tous ces équipements partent au rebut parce que plus rien dans leur fonctionnement n’est sûr, parce que les commandes qui circulent d’un bout à l’autre de l’avion ne sont pas légitimes ?

On peut répondre qu’il suffit, le jour où l’ordinateur quantique arrivera, de remplacer les modules de chiffrement classique par leur version quantique. Mais qui aura pensé, au moment de leur construction, à intégrer le chiffrement dans un module logiciel ou matériel qu’il suffit d’extraire et de remplacer ?

Ordinateur quantique : des conséquences pour toute l’industrie

 

 

 

Les capacités de calcul inédites que promet cette technologie encore en développement vont faire surgir des applications nouvelles, note Nozha Boujemaa, Spécialiste d’IA responsable, membre du réseau d’experts en IA de l’OCDE (ONE AI),  dans le « Monde », qui rappelle que la France dispose de scientifiques de grand talent dans ce domaine.

 

L’infiniment petit ne finit pas de nous surprendre et de nous émerveiller. Au tout début de ma carrière, je construisais à la main des lasers dits à « échos de photons » et c’était magique de voir jaillir une lumière cohérente puissante avec un minimum de maîtrise de physique quantique. L’analogie avec les « échos de spin » dans le domaine magnétique m’a amenée vers l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et ses passionnantes applications en imagerie médicale.

Ces propriétés quantiques de la matière reviennent sur le devant de la scène des sciences et technologies du numérique. Cette dualité « onde-matière », ô combien intrigante tout au long de l’histoire des sciences, stipule qu’une particule est soumise à un principe de dualité qui défie les logiques de l’échelle macroscopique et échappe à l’intuition du monde réel : un objet peut être dans plusieurs états tant qu’on ne l’a pas mesuré (la superposition quantique) ; deux objets peuvent s’influencer à distance sans aucune communication (principe de non-localité ou d’intrication quantique).

 

L’ordinateur d’aujourd’hui fonctionne avec des bits (binary digits) à deux états, 0 et 1. L’informatique quantique fonctionne avec des qubits constitués par des superpositions d’états entre 0 et 1, où N qubits sont équivalents à 2^N états. 70 bits quantiques superposés contiennent 2⁷⁰ informations (1 zettabit), ce qui équivaut à toute l’information produite par l’humanité. Cet effet exponentiel a un impact fort sur la quantité de données qui sera gérée en même temps.

On ne maîtrise pas encore la réalisation technologique d’un ordinateur quantique. Le fait même d’observer un système quantique le perturbe et génère des erreurs nécessitant des conditions de stabilisation utilisant des températures de − 273 °C environ avec un matériel de refroidissement très encombrant. Nous ne sommes qu’à l’aube d’une nouvelle ère numérique qui a besoin de progrès technologiques gigantesques (comme pour les premiers transistors).

La réalisation effective de l’ordinateur quantique nous laisse cependant entrevoir une révolution de rupture qui touchera tous les domaines industriels. Ses capacités de traitement de l’information à large échelle pourront par exemple casser tous les codes secrets – on parle déjà de cryptologie post-quantique –, optimiser des parcours en logistique, simuler la mécanique des fluides ou l’écoulement de l’air sur l’aile d’un avion. Les transports bénéficieront évidemment de ces applications. L’informatique quantique s’attaquera à tout ce qui nécessite des calculs intensifs habituellement irréalisables dans des temps raisonnables par un ordinateur binaire limité dans l’exploration informationnelle.

Evidemment, l’intelligence artificielle, qui est l’art et la manière de traiter utilement une quantité importante de données, se verra boostée avec un saut vers des capacités dont on ignore aujourd’hui les limites et les implications dans la vie des humains. Cela a un côté extraordinaire, mais c’est aussi un saut vers l’inconnu, même si l’humanité n’en est pas à sa première aventure fantastique avec des technologies transformantes.

La course vers la suprématie quantique est active chez beaucoup d’acteurs publics et privés dans le monde entier comme Google, IBM, Atos, D-Wave et bien d’autres. Le président de la République a annoncé, début 2021, un plan d’investissement dans le quantique de 1,8 milliard d’euros sur cinq ans. La France dispose des meilleurs spécialistes en physique quantique, dont une bonne représentation sur le plateau de Saclay.

Le chemin vers la réalisation de l’ordinateur quantique sera long mais les technologies développées en cours de route seront elles aussi bénéfiques pour la compréhension de notre monde, avec un impact dans des domaines d’application inattendus.

Ordinateur quantique : un français face aux  Américains ? 

 

Georges-Olivier Reymond, président cofondateur de Pasqal, se prépare à annoncer, d’ici une quinzaine de jours, une levée de fonds « à deux chiffres », en millions, selon une source proche. Un record pour le secteur. Pourtant, lorsqu’il a soutenu sa thèse sur ce sujet à l’Institut d’optique il y a vingt ans, il n’imaginait pas, après sa carrière d’ingénieur dans l’industrie, qu’il serait le premier Français à produire un ordinateur quantique.

Créée en 2019 comme une émanation de l’Institut d’optique, et avec les conseils du physicien Alain Aspect − connu pour ses travaux sur l’intrication quantique −, la société a conçu un prototype de machine quantique capable de manipuler 100 à 200 qubits. Le qubit est la plus petite unité de base d’un calculateur quantique, l’équivalent du transistor pour un ordinateur traditionnel. « Ce n’est pas encore une machine industrielle, mais cela en sera une lorsque nous atteindrons 1 000 qubits, d’ici à 2023 », affirme Georges-Olivier Reymond.

« Un ou deux ans d’avance »

La société a financé ses débuts grâce à une subvention de l’agence européenne d’innovation de rupture (European Innovation Council), à différents dispositifs de la banque publique Bpifrance et à un investissement en amorçage du fonds Quantonation. Elle a aussi remporté le Grand Prix du concours d’innovation i-Lab de Bpifrance. « Nous avons un ou deux ans d’avance dans la technologie que nous avons développée, et nous sommes la première société française à produire une machine quantique. Cela nous donne un avantage compétitif », se félicite Georges-Olivier Reymond.

Bien sûr, Pasqal a des concurrents, essentiellement américains et issus du monde académique. « Il y a quelques années, on comptait trois groupes académiques qui travaillaient sur le sujet dans le monde, il y en a plus de cinquante aujourd’hui. Tout le monde se lance dans le quantique, c’est très impressionnant. On n’a jamais vu ça en physique. Il faut dire que c’est une vraie technologie de rupture. » Pasqal compte aujourd’hui vingt personnes, en plus des cinq cofondateurs. « Nous recrutons vingt personnes cette année, surtout des ingénieurs pour développer et produire les machines qui seront prochainement installées dans des centres de calcul. Notre effectif devrait être de cent personnes en 2023 », anticipe-t-il. Avis aux amateurs…

Sciences technologies – Un ordinateur quantique ?

Passer de l’ordinateur classique à l’ordinateur quantique , c’est se donner une puissance de calcul dont il est difficile de prendre l’ampleur. Un peu comme si on comparaît le boulier à l’ordinateur actuel. Les champs d’application du calcul quantique concerneraient énormément  de domaines par exemple la médecine, la logistique, la finance, l’intelligence artificielle ou la traduction des langues.

 

« Dans un entretien de vulgarisation avec Etienne Klein, Thierry Breton schématise le fonctionnement d’un calcul quantique comme un avis de recherche : si l’on cherche dans une salle de mille personnes quelqu’un mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais, il compare l’informatique classique à l’interrogation de chaque participant un par un en posant les questions « Mesurez-vous plus de 1,80 m ? » et « Parlez-vous anglais ? » et en notant les numéros de ceux qui répondent « oui » aux deux questions, ce qui va prendre un certain temps. En calcul quantique, tout se passe comme si on lançait un appel général : « Les personnes mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais peuvent-elles lever la main ? » et on a la réponse quasi instantanément. Thierry Breton parle de calcul holistique et non plus séquentiel. Reste à mettre au point des langages traitant globalement un ensemble de valeurs possibles comme une seule. Pour le moment, Atos travaille sur une sorte d’assembleur approprié, nommé AQAL (Atos Quantum Assembly Language). Le nom d’ »assembleur » peut induire en erreur, puisqu’il s’agit d’un langage de description de traitements qui est au contraire indépendant de la machine utilisée (contrairement à un assembleur au sens classique, donc) à condition qu’elle respecte quelques grandes lignes d’une sorte de machine virtuelle. » (Wikipédia)

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

Mais il y a loin la théorie à la réalité d’après un papier du Monde

« . Dompter les lois de la physique à l’échelle de l’infiniment petit pour créer un appareil avec une puissance de calcul sans équivalent avec les machines actuelles capable de résoudre les problèmes les plus complexes. Après l’espace dans les années 50, la communauté scientifique et technologique s’emploie aujourd’hui à conquérir une nouvelle frontière, celle de l’informatique quantique, un horizon de plus en plus convoité depuis les années 80.

Aux avant-postes de cette course technologique mondiale, on retrouve les Etats-Unis et la Chine, dont les grands industriels investissent massivement en R&D pour ne pas rester à quai de la révolution annoncée. Côté américain, Google, IBM et Microsoft sont convaincus de pouvoir réaliser des calculs quantiques totalement inaccessibles aux ordinateurs traditionnels dans les prochaines années.

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

La suprématie quantique est un concept né dans les années 80. Elle désigne le moment où est démontrée la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique sur une tâche particulière. Les ingénieurs de Google, aidés par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, affirment avoir réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes quand le plus avancé des ordinateurs actuels aurait besoin de 10.000 ans. »

Sciences- Un ordinateur quantique : Pour quand ?

Passer de l’ordinateur classique à l’ordinateur quantique , c’est se donner une puissance de calcul dont il est difficile de prendre l’ampleur. Un peu comme si on comparaît le boulier à l’ordinateur actuel. Les champs d’application du calcul quantique concerneraient énormément  de domaines par exemple la médecine, la logistique, la finance, l’intelligence artificielle ou la traduction des langues.

 

« Dans un entretien de vulgarisation avec Etienne Klein, Thierry Breton schématise le fonctionnement d’un calcul quantique comme un avis de recherche : si l’on cherche dans une salle de mille personnes quelqu’un mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais, il compare l’informatique classique à l’interrogation de chaque participant un par un en posant les questions « Mesurez-vous plus de 1,80 m ? » et « Parlez-vous anglais ? » et en notant les numéros de ceux qui répondent « oui » aux deux questions, ce qui va prendre un certain temps. En calcul quantique, tout se passe comme si on lançait un appel général : « Les personnes mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais peuvent-elles lever la main ? » et on a la réponse quasi instantanément. Thierry Breton parle de calcul holistique et non plus séquentiel. Reste à mettre au point des langages traitant globalement un ensemble de valeurs possibles comme une seule. Pour le moment, Atos travaille sur une sorte d’assembleur approprié, nommé AQAL (Atos Quantum Assembly Language). Le nom d’ »assembleur » peut induire en erreur, puisqu’il s’agit d’un langage de description de traitements qui est au contraire indépendant de la machine utilisée (contrairement à un assembleur au sens classique, donc) à condition qu’elle respecte quelques grandes lignes d’une sorte de machine virtuelle. » (Wikipédia)

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

Mais il y a loin la théorie à la réalité d’après un papier du Monde

« . Dompter les lois de la physique à l’échelle de l’infiniment petit pour créer un appareil avec une puissance de calcul sans équivalent avec les machines actuelles capable de résoudre les problèmes les plus complexes. Après l’espace dans les années 50, la communauté scientifique et technologique s’emploie aujourd’hui à conquérir une nouvelle frontière, celle de l’informatique quantique, un horizon de plus en plus convoité depuis les années 80.

Aux avant-postes de cette course technologique mondiale, on retrouve les Etats-Unis et la Chine, dont les grands industriels investissent massivement en R&D pour ne pas rester à quai de la révolution annoncée. Côté américain, Google, IBM et Microsoft sont convaincus de pouvoir réaliser des calculs quantiques totalement inaccessibles aux ordinateurs traditionnels dans les prochaines années.

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

La suprématie quantique est un concept né dans les années 80. Elle désigne le moment où est démontrée la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique sur une tâche particulière. Les ingénieurs de Google, aidés par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, affirment avoir réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes quand le plus avancé des ordinateurs actuels aurait besoin de 10.000 ans. »

Sciences-Un plan quantique de 1,8 milliard

La France fixe un objectif très ambitieux de mettre au point le premier ordinateur quantique. Doté de 1,8 milliard d’euros sur cinq ans dont 1 milliard directement financé par l’Etat,. Des chiffres qui dépassent les attentes

. « J’ai rarement vu une stratégie d’Etat sur une technologie aussi précise, complète, bien ficelée et bien financée. Honnêtement, je suis aux anges« , confie à La Tribune Elie Girard, le directeur général du groupe d’informatique Atos, l’un des pionniers mondiaux du quantique.

En exploitant les propriétés de la matière à l’échelle de l’infiniment petit (atome, ion, photon, électron…), les technologies quantiques portent la promesse d’ordinateurs qui ridiculiseront les plus puissants des supercalculateurs actuels. Cela signifie que le quantique est promis à briser de nombreux verrous et devrait permettre de s’attaquer enfin à des défis aujourd’hui insolubles.

Nouvelles technologies Ordinateur quantique : Pour quand ?

Nouvelles technologies

Ordinateur quantique : Pour quand ?

Passer de l’ordinateur classique à l’ordinateur quantique , c’est se donner une puissance de calcul dont il est difficile de prendre l’ampleur. Un peu comme si on comparaît le boulier à l’ordinateur actuel. Les champs d’application du calcul quantique concerneraient énormément  de domaines par exemple la médecine, la logistique, la finance, l’intelligence artificielle ou la traduction des langues.

 

« Dans un entretien de vulgarisation avec Etienne Klein, Thierry Breton schématise le fonctionnement d’un calcul quantique comme un avis de recherche : si l’on cherche dans une salle de mille personnes quelqu’un mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais, il compare l’informatique classique à l’interrogation de chaque participant un par un en posant les questions « Mesurez-vous plus de 1,80 m ? » et « Parlez-vous anglais ? » et en notant les numéros de ceux qui répondent « oui » aux deux questions, ce qui va prendre un certain temps. En calcul quantique, tout se passe comme si on lançait un appel général : « Les personnes mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais peuvent-elles lever la main ? » et on a la réponse quasi instantanément. Thierry Breton parle de calcul holistique et non plus séquentiel. Reste à mettre au point des langages traitant globalement un ensemble de valeurs possibles comme une seule. Pour le moment, Atos travaille sur une sorte d’assembleur approprié, nommé AQAL (Atos Quantum Assembly Language). Le nom d’ »assembleur » peut induire en erreur, puisqu’il s’agit d’un langage de description de traitements qui est au contraire indépendant de la machine utilisée (contrairement à un assembleur au sens classique, donc) à condition qu’elle respecte quelques grandes lignes d’une sorte de machine virtuelle. » (Wikipédia)

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

Mais il y a loin la théorie à la réalité d’après un papier du Monde

« . Dompter les lois de la physique à l’échelle de l’infiniment petit pour créer un appareil avec une puissance de calcul sans équivalent avec les machines actuelles capable de résoudre les problèmes les plus complexes. Après l’espace dans les années 50, la communauté scientifique et technologique s’emploie aujourd’hui à conquérir une nouvelle frontière, celle de l’informatique quantique, un horizon de plus en plus convoité depuis les années 80.

Aux avant-postes de cette course technologique mondiale, on retrouve les Etats-Unis et la Chine, dont les grands industriels investissent massivement en R&D pour ne pas rester à quai de la révolution annoncée. Côté américain, Google, IBM et Microsoft sont convaincus de pouvoir réaliser des calculs quantiques totalement inaccessibles aux ordinateurs traditionnels dans les prochaines années.

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

La suprématie quantique est un concept né dans les années 80. Elle désigne le moment où est démontrée la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique sur une tâche particulière. Les ingénieurs de Google, aidés par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, affirment avoir réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes quand le plus avancé des ordinateurs actuels aurait besoin de 10.000 ans. »

Ordinateur quantique : Pour quand ?

Passer de l’ordinateur classique à l’ordinateur quantique , c’est se donner une puissance de calcul dont il est difficile de prendre l’ampleur. Un peu comme si on comparaît le boulier à l’ordinateur actuel. Les champs d’application du calcul quantique concerneraient énormément  de domaines par exemple la médecine, la logistique, la finance, l’intelligence artificielle ou la traduction des langues.

 

« Dans un entretien de vulgarisation avec Etienne Klein, Thierry Breton schématise le fonctionnement d’un calcul quantique comme un avis de recherche : si l’on cherche dans une salle de mille personnes quelqu’un mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais, il compare l’informatique classique à l’interrogation de chaque participant un par un en posant les questions « Mesurez-vous plus de 1,80 m ? » et « Parlez-vous anglais ? » et en notant les numéros de ceux qui répondent « oui » aux deux questions, ce qui va prendre un certain temps. En calcul quantique, tout se passe comme si on lançait un appel général : « Les personnes mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais peuvent-elles lever la main ? » et on a la réponse quasi instantanément. Thierry Breton parle de calcul holistique et non plus séquentiel. Reste à mettre au point des langages traitant globalement un ensemble de valeurs possibles comme une seule. Pour le moment, Atos travaille sur une sorte d’assembleur approprié, nommé AQAL (Atos Quantum Assembly Language). Le nom d’ »assembleur » peut induire en erreur, puisqu’il s’agit d’un langage de description de traitements qui est au contraire indépendant de la machine utilisée (contrairement à un assembleur au sens classique, donc) à condition qu’elle respecte quelques grandes lignes d’une sorte de machine virtuelle. » (Wikipédia)

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

Mais il y a loin la théorie à la réalité d’après un papier du Monde

« . Dompter les lois de la physique à l’échelle de l’infiniment petit pour créer un appareil avec une puissance de calcul sans équivalent avec les machines actuelles capable de résoudre les problèmes les plus complexes. Après l’espace dans les années 50, la communauté scientifique et technologique s’emploie aujourd’hui à conquérir une nouvelle frontière, celle de l’informatique quantique, un horizon de plus en plus convoité depuis les années 80.

Aux avant-postes de cette course technologique mondiale, on retrouve les Etats-Unis et la Chine, dont les grands industriels investissent massivement en R&D pour ne pas rester à quai de la révolution annoncée. Côté américain, Google, IBM et Microsoft sont convaincus de pouvoir réaliser des calculs quantiques totalement inaccessibles aux ordinateurs traditionnels dans les prochaines années.

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

La suprématie quantique est un concept né dans les années 80. Elle désigne le moment où est démontrée la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique sur une tâche particulière. Les ingénieurs de Google, aidés par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, affirment avoir réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes quand le plus avancé des ordinateurs actuels aurait besoin de 10.000 ans. »

Le  mystérieux  monde quantique

La physique quantique contredit nos sens et bouscule notre logique. Ainsi l’« intrication quantique », sa capacité à produire deux objets éloignés loin l’un de l’autre, mais qui peuvent constituer un seul tout. Directeur du département de physique appliquée de l’université de Genève et pionnier de la téléportation et de l’informatique quantiques, Nicolas Gisin tente d’éclairer la question de la superposition de plusieurs réalités dans une interview du Point.

Comment la physique quantique produit-elle un phénomène tel que l’intrication quantique : le fait que deux objets très éloignés l’un de l’autre puissent constituer un seul tout ?

Nicolas Gisin : En fait, il est relativement facile de produire de l’intrication. En revanche, il est très difficile de ne pas la perdre quasi instantanément. Notamment lorsque ces objets sont des photons – des particules de lumière qui se propagent à la vitesse de la lumière. L’intrication est fragile, c’est pour cette raison qu’il est aussi difficile de la mettre en évidence.

Cela sous-entend tout de même l’existence d’un hasard capable de se manifester simultanément en plusieurs endroits ?

Effectivement. L’intrication semble permettre des communications sans support physique. Mais c’est une illusion. C’est un peu comme un téléphone qui génère un bruit lors d’une communication, c’est aléatoire et non localisé, car le bruit se manifeste dans deux appareils téléphoniques en même temps.

L’intrication est une propriété contagieuse ?

Non, aucun risque. Au contraire, l’intrication est monogame : si deux objets sont intriqués d’une façon maximale, alors ils ne peuvent être intriqués avec un troisième. En revanche, on peut permuter l’intrication, la faire passer des objets 1 et 2 à des objets 3 et 4.

Est-il exact que Newton avait prédit la non-localité, mais ajouté qu’il fallait « être fou » pour croire en sa théorie ?

Newton s’est rendu compte que sa théorie de la gravitation universelle était non locale, et il ne croyait pas, à juste titre, à cette non-localité. On ne saura jamais s’il aurait accepté la non-localité « quantique ». Aujourd’hui, cette non-localité « quantique » est un fait expérimental établi.

Cette stupéfiante non-localité quantique a-t-elle des applications concrètes, ou n’est-elle que pure création intellectuelle ?

Quand en 1991, Artur Ekert, grand spécialiste de l’information quantique, a réalisé que la non-localité quantique permettait de générer des clés cryptographiques à distance, cela a surpris beaucoup les physiciens qui croyaient que cette non-localité ne servait à rien.

Peut-on dire que l’on abolit la notion de temps et d’espace ?

Non, l’espace et le temps restent des concepts primordiaux en physique. Toutefois, elle montre que notre compréhension actuelle de l’espace et du temps est probablement trop naïve.

La physique quantique rend donc possible la téléportation imaginée par la science-fiction ?

La téléportation science-fiction reste de la science-fiction : la matière ne peut disparaître d’ici pour réapparaître ailleurs sans passer par un lieu intermédiaire. En revanche, la physique quantique permet de téléporter l’état d’un objet avec une précision atomique. C’est ce qu’on appelle la téléportation quantique.

Avez-vous déjà tenté une expérience de téléportation ?

De téléportation quantique, oui. Nous avons même été les premiers à démontrer une telle téléportation hors laboratoire.

Dans ce cas, c’est l’information et non l’objet lui-même qui circule ?

Oui, mais pas simplement la description de l’objet, c’est son état même d’objet qui disparaît – nécessairement – ici, pour réapparaître là-bas.

Peut-on imaginer pouvoir, un jour, télétransporter des êtres vivants ?

Probablement pas. En tout cas pas aujourd’hui ni dans un avenir prévisible !

Un vrai ordinateur quantique : Pour quand ?

Passer l’ordinateur classique à l’ordinateur quantique , c’est se donner une puissance de calcul dont il est difficile de prendre l’ampleur. Un peu comme si on comparaît le boulier à l’ordinateur actuel. Les champs d’application du calcul quantique concerneraient beaucoup de domaines par exemple la médecine, la logistique, la finance, l’intelligence artificielle ou la traduction des langues.

 

« Dans un entretien de vulgarisation avec Etienne Klein, Thierry Breton schématise le fonctionnement d’un calcul quantique comme un avis de recherche : si l’on cherche dans une salle de mille personnes quelqu’un mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais, il compare l’informatique classique à l’interrogation de chaque participant un par un en posant les questions « Mesurez-vous plus de 1,80 m ? » et « Parlez-vous anglais ? » et en notant les numéros de ceux qui répondent « oui » aux deux questions, ce qui va prendre un certain temps. En calcul quantique, tout se passe comme si on lançait un appel général : « Les personnes mesurant plus de 1,80 m et parlant anglais peuvent-elles lever la main ? » et on a la réponse quasi instantanément. Thierry Breton parle de calcul holistique et non plus séquentiel. Reste à mettre au point des langages traitant globalement un ensemble de valeurs possibles comme une seule. Pour le moment, Atos travaille sur une sorte d’assembleur approprié, nommé AQAL (Atos Quantum Assembly Language). Le nom d’ »assembleur » peut induire en erreur, puisqu’il s’agit d’un langage de description de traitements qui est au contraire indépendant de la machine utilisée (contrairement à un assembleur au sens classique, donc) à condition qu’elle respecte quelques grandes lignes d’une sorte de machine virtuelle. » (Wikipédia)

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

Mais il y a loin la théorie à la réalité d’après un papier du Monde

« . Dompter les lois de la physique à l’échelle de l’infiniment petit pour créer un appareil avec une puissance de calcul sans équivalent avec les machines actuelles capable de résoudre les problèmes les plus complexes. Après l’espace dans les années 50, la communauté scientifique et technologique s’emploie aujourd’hui à conquérir une nouvelle frontière, celle de l’informatique quantique, un horizon de plus en plus convoité depuis les années 80.

Aux avant-postes de cette course technologique mondiale, on retrouve les Etats-Unis et la Chine, dont les grands industriels investissent massivement en R&D pour ne pas rester à quai de la révolution annoncée. Côté américain, Google, IBM et Microsoft sont convaincus de pouvoir réaliser des calculs quantiques totalement inaccessibles aux ordinateurs traditionnels dans les prochaines années.

Un pas important pourrait avoir été franchi ces jours-ci. Un mois après avoir fait fuiter l’information par erreur, Google a annoncé mercredi avoir atteint la suprématie quantique. Dans un communiqué publié le 23 octobre, la firme de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique« .

La suprématie quantique est un concept né dans les années 80. Elle désigne le moment où est démontrée la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique sur une tâche particulière. Les ingénieurs de Google, aidés par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, affirment avoir réussi à créer un processeur capable de réaliser un calcul en 200 secondes quand le plus avancé des ordinateurs actuels aurait besoin de 10.000 ans. »

Google : la «suprématie quantique» ?

Google prétend détenir  la «suprématie quantique»

 

Google  prétend détenir la suprématie quantique d’après une information Financial Times de vendredi. En fait il s’agit sans doute du projet  réalisé en commun avec la NASA qui permet une accélération considérable du traitement des données. Pour l’instant l’ordinateur ne peut effectuer qu’un seul calcul à la fois et non plusieurs calculs en même temps dans le projet définitif de la nouvelle machine. L’accélération du traitement d’un seul calcul serait toutefois considérable, 100 millions de fois plus vite.

Un ordinateur quantique pourrait  résoudre bien plus vite tous les problèmes d’optimisation, ceux où il faut rechercher une solution parmi un très grand nombre de possibilités. Par exemple, cette capacité pourrait aider à développer bien plus vite des molécules thérapeutiques, à réaliser des simulations pour trouver enfin la formule d’un supraconducteur à vraiment haute température, à faire de meilleures prévisions météorologiques, à optimiser les investissements financiers, etc. Comme la question est stratégique, il faut considérer les annonces avec une certaine prudence. Certes la recherche avance, mais les applications ont encore loin d’être opérationnelles et le projet d’ordinateur totalement quantique n’a pas encore abouti.

Selon les chercheurs de l’entreprise californienne, la machine ne peut résoudre qu’un seul calcul à la fois et l’utilisation des machines quantiques pour de réelles applications industrielles ne se fera pas avant plusieurs années. Mais c’est «une étape essentielle vers l’informatique quantique à grande échelle», écrivent-t-ils dans l’étude selon le Financial Times.

 

S’il existe déjà des prototypes d’ordinateurs quantiques, ces derniers ne peuvent actuellement que réaliser des tâches similaires à celles effectuées par un ordinateur normal, mais plus rapidement. Des ordinateurs quantiques aboutis pourraient changer la donne dans des domaines tels que la cryptographie, la chimie ou l’intelligence artificielle.

 

La révolution de l’ordinateur quantique ?

La révolution de l’ordinateur quantique ?

 

A ce jour, l’ordinateur quantique en est encore à l’état de prototypes. Au-delà d’IBM, l’université du Sussex (Royaume-Uni) a lancé le 1er février un projet de calculateur quantique capable, espèrent les scientifiques, de résoudre des problèmes complexes qui prendraient des milliards d’années aux plus puissants des ordinateurs actuels. Les applications seraient énormes, à en croire IBM, qui cite la possibilité de découvrir de nouveaux médicaments, de concevoir de nouveaux matériaux, voire de résoudre des mystères de la science. Une  nouvelle révolution numérique ? IBM le promet : le premier  »ordinateur quantique » sera commercialisé « dans les prochaines années ». L’entreprise informatique l’a claironné dans un communiqué (en anglais), publié lundi 6 mars, dans lequel elle propose également aux développeurs d’écrire des algorithmes pour les faire fonctionner sur son prototype, installé dans la banlieue de New York (Etats-Unis). Une énième annonce dans la course qui voit s’affronter plusieurs grandes sociétés et centres de recherche. Ce super ordinateur serait capable de tout calculer. Tout. En s’appuyant sur les règles de la physique quantique. Pour résumer, les ordinateurs classiques fonctionnent avec des « bits », des informations stockées de manière binaire (avec des 0 et des 1). Avec un ordinateur quantique, on passe aux « qubits », capables d’avoir plusieurs valeurs en même temps. De quoi multiplier de façon exponentielle les capacités de calcul. . Une équipe de chercheurs travaillant pour Google a présenté dans un article les résultats époustouflants d’un ordinateur d’un nouveau genre. Une machine si puissante que cette machine pourrait réaliser, le temps d’un battement de cil, autant de calculs que n’en ferait un ordinateur traditionnel en plus de 10 000 ans. Derrière cette nouvelle incroyable, la société canadienne D-Wave Systems, située à Burnaby, près de Vancouver, détient l’un des secrets les mieux gardés du moment. Elle affirme avoir réussi à fabriquer l’ordinateur dont rêvent tous les informaticiens, capables de résoudre des problèmes jusque-là hors de portée. Pour 15 millions de dollars, elle propose ainsi à la vente depuis plusieurs mois une volumineuse… boîte noire. De nouvelles versions ont même fait leur apparition au coeur de l’été après les modèles à 84, 128 puis 512 qubits. La société a annoncé en juin l’arrivée du 1000 qubits !  Les qubits sont  capables de prendre deux configurations simultanément, là où les bits de nos ordinateurs classiques ne peuvent prendre qu’une valeur. Et cette étrange possibilité leur confère une incroyable rapidité : « avec des bits classiques, on ne peut faire qu’un calcul à la fois, c’est très différent avec les qubits. Avec 300 qubits, on peut faire 2300 calculs en même temps!« , précise Alexandre Blais, de l’université de Sherbrooke (Canada). Soit un nombre gigantesque à 91 chiffres ! Ce qui revient à dire que pour le même calcul complexe, là où un ordinateur classique mettrait 2³⁰⁰secondes — un temps égal à plus de cinq fois l’âge de l’Univers — son cousin quantique y passerait 600 secondes soit 10 minutes. Époustouflant ! Que pourrait-on résoudre grâce à de telles performances ? L’exemple souvent annoncé est celui de la « factorisation »», indispensable à la cryptographie, mais l’ordinateur quantique serait également très précieux pour une autre classe de problèmes allant de l’optimisation instantanée d’un ensemble de satellites face à une éruption solaire, à la gestion des données pour faire circuler des voitures autonomes, ou encore le pilotage de l’électronique de bord d’un avion de chasse devant optimiser ses frappes en situation de combat… La liste est longue, sans oublier la gestion d’un réseau complexe d’autobus dans une mégalopole. « Il s’agit à chaque fois de trouver la configuration pour laquelle l’énergie à dépenser est minimale », explique David Poulin, membre de l’Institut transdisciplinaire d’information quantique (Intriq) québécois. Ainsi, de très nombreux paramètres entrent en jeu pour gérer les 64 lignes de bus circulant à Paris: les embouteillages, la fréquence de chaque ligne, le nombre de passagers à embarquer ou débarquer, l’emploi du temps de chaque conducteur, etc. L’optimisation de ce problème à un grand nombre de variables reviendrait ainsi à minimiser le coût de l’exploitation. La question hante donc tous les esprits : D-Wave a-t-elle réellement réussi l’exploit de créer l’ordinateur capable de telles performances ? Pour l’heure, « la plupart des spécialistes doutent« , tempère Alexandre Blais, qui mène aujourd’hui ses recherches à l’Intriq. Un doute partagé par son collègue David Poulin qui, comme l’ensemble des experts mondiaux, souhaiterait que des tests indépendants puissent être effectués. Mais D-Wave a toujours refusé de divulguer les détails de ses calculs. « Un test a bien été entrepris par le physicien Matthias Troyer, de l’École polytechnique fédérale de Zurich (Suisse) pour comparer le temps de calcul entre un ordinateur classique et celui de D-Wave. Il n’a détecté aucune accélération quantique ! Mais les responsables de l’entreprise ont rétorqué que le type de problème avait été mal choisi« , raconte David Poulin. Quoi qu’il en soit, réellement quantique ou non, l’ordinateur de D-Wave a d’ores et déjà réussi une autre performance : donner la fièvre aux spécialistes, les lançant dans une course effrénée aux enjeux commerciaux considérables. « Nous préférons désormais déposer des brevets plutôt que publier des articles comme c’est de règle dans le domaine académique, affirme ainsi Michel Pioro-Ladrière, qui développe des processeurs quantiques au sein d’Intriq. « Dans les congrès de spécialistes, il y a beaucoup d’entrepreneurs, confirme David Poulin. Rien qu’au Canada, Mike Lazaridis l’ex patron de Blackberry a mis 500 millions de dollars de sa poche pour les recherches dans ce domaine. » Le Canada est en effet en très bonne position dans cette course, talonnée par les États-Unis et la Chine, loin devant la France. Le pays affiche la volonté politique de relever le défi avec, entre autres, Intriq et IQC (Institute for Quantum Computing) à Waterloo, dans la province de l’Ontario. Si IQC a bénéficié des largesses de Mike Lazaridis, la recherche académique n’est pas en reste : fin juillet le gouvernement fédéral a investi 33,5 millions de dollars dans les travaux menés à l’université de Sherbrooke. Car bien des obstacles sont à franchir pour mettre au point un ordinateur dont les propriétés seraient indiscutablement quantiques. Toute la difficulté consiste en effet, non seulement à obtenir un qubit, mais à maintenir son caractère quantique le plus longtemps possible. En théorie, la recette est simple : il faut trouver un support macroscopique — c’est-à-dire manipulable — qui obéisse aux lois de la mécanique quantique qui ne s’applique habituellement qu’à l’infiniment petit, le monde subatomique (lire l’encadré en bas d’article). Sans quoi, impossible de garantir le principe de superposition, la spécificité du qubit ! Dans le jargon, c’est la « décohérence », entraînée par exemple par la moindre augmentation de température. C’est pourquoi le calculateur de D-Wave se présente avant tout comme un réfrigérateur fonctionnant à quelques millikelvins (-273 °C environ). « Le but est d’obtenir un temps de cohérence — c’est-à-dire le temps où cet état de superposition est maintenu — plus important que le temps de calcul », rappelle Michel Pioro-Ladrière. Or, à cette température, tous les matériaux ne se valent pas. L’équipe canadienne poursuit donc deux pistes : l’aluminium et le silicium. « L’aluminium que nous utilisons est extrêmement pur. Il est déposé sur un substrat en saphir, le tout étant refroidi à quelques millikelvins« , explique Alexandre Blais. Or, à ces températures, l’aluminium devient supraconducteur, c’est-à-dire qu’il n’oppose aucune résistance au passage du courant, un comportement que seule la mécanique quantique peut expliquer. « Alors l’objet lui-même se comporte comme un seul atome que nous appelons “transmon” dans lequel circulent des paires d’électrons qui adoptent un comportement quantique », poursuit le chercheur.

(Sciences avenir)