Pourquoi l’informatique quantique fait-elle rêver ?

Surpasser les capacités des superordinateurs actuels, voilà ce que promet l’informatique quantique.

Cela fait quelques temps déjà que la course à l’informatique quantique – imaginée dans les années 1980 – est lancée. Au rayon des concurrents, ceux qui sont sortis des starting-blocks le plus vite s’appellent IBM, Google, Intel ou encore Microsoft. 

Mais, qu’est-ce qui fait courir et motive tant ces géants de l’informatique ? Ni plus, ni moins que l’ambition de créer un ordinateur doté d’une puissance de calcul sans commune mesure. Capables de s’affranchir des limites de performance de nos outils conventionnels et de résoudre des problèmes d’une complexité encore inimaginable.

Dans cette quête, pleine d’emballements et de promesses, Google a affirmé dans un article publié dans la prestigieuse revue Nature, puis dans un communiqué de presse le 23 octobre 2019, avoir atteint la « suprématie quantique » grâce à la mise au point d’un nouveau processeur.

La firme américaine, épaulée par la Nasa et le laboratoire national d’Oak Ridge, a en effet annoncé avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et les plus avancés ». Rien que ça ! Une déclaration néanmoins presque aussitôt contestée par le challenger IBM, qui a relativisé la portée de l’expérience et la supposée « suprématie » qu’elle induirait par rapport aux méthodes de calcul actuelles.

Des possibilités de calculs hors-du-commun 

La bataille fait donc rage, mais quelles propriétés confèrent ses super-pouvoirs à l’informatique quantique ? Pour être simple, les ordinateurs actuels fonctionnent avec une unité de stockage d’information binaire. Appelée « bit », elle ne peut ainsi prendre que deux valeurs : 0 ou 1.

En se basant sur les lois de la physique quantique, l’informatique quantique permettrait quant à elle de doubler le nombre de valeurs que peut enregistrer une unité de stockage. On parle alors de « quantum bits » ou de « qubits » qui, comme les électrons, peuvent adopter plusieurs états en même temps. En clair, être 0 et 1 simultanément. Mais, en plus de leur capacité à superposer des valeurs, les qubits peuvent également interagir entre eux lors des calculs.

Ces deux principes de superposition et d’intrication sont à la base même de la puissance de calcul de l’informatique quantique. De fait, quand un ordinateur classique peut seulement réaliser une opération à la fois, l’ordinateur quantique peut en effectuer plusieurs en parallèle.

Toutefois, les chercheurs peinent encore à trouver un modèle véritablement stable car l’informatique quantique est une matière complexe, qui demande un environnement avec des conditions très précises (température, vibrations, etc.) pour fonctionner de façon optimale.

De nombreux secteurs d’activité révolutionnés

Dès lors que l’informatique quantique sera devenue une réalité opérationnelle, les promesses envisagées dans de nombreux domaines sont immenses. Car qui dit capacités de calcul démultipliées dit possibilités accrues dans maints secteurs d’activités. Offrant des espoirs d’avancées significatives, voire révolutionnaires.

Ainsi, augmenter le potentiel de traitement d’informations des systèmes d’intelligence artificielle permettrait entre autres de transformer la recherche médicale (synthèse de nouvelles molécules, etc.), les transports (algorithmes d’optimisation du trafic plus puissants, etc.), la gestion de l’énergie (meilleure efficacité des batteries, etc.), la sécurité informatique (codes de sécurité et cryptographie plus résistants), l’astronomie, la climatologie, etc.

Par ailleurs, cela donnerait la possibilité, par exemple, de simuler le comportement de la matière jusqu’au niveau atomique afin de découvrir de nouveaux matériaux ou encore de concevoir de nouvelles méthodes de machine learning (apprentissage autonome d’un logiciel via l’intelligence artificielle).

Autant de nouvelles possibilités en vue qui ont de quoi faire rêver en grand, attiser les convoitises et expliquer que des multinationales de renom – mais aussi des start-up – misent gros en R&D face à un tel champ des possibles.

Blender:Date:2019/08/30 09:06:06