Les Ordinateurs Quantiques, De Quoi S’Agit-Il ?

Il est fascinant de penser à la puissance que nous avons tous à portée de main –les smartphones d’aujourd’hui ont la puissance informatique des ordinateurs militaires d’il y a 50 ans, qui prenaient l’espace de toute une pièce. Pourtant, même avec les progrès incroyables que nous avons faits en matière de technologie depuis le début de la révolution informatique, il reste quelques problèmes que les ordinateurs classiques sont incapables de résoudre. Beaucoup pensent que les ordinateurs quantiques (s)ont la solution.

Les limites des ordinateurs classiques

Les unités de commutation et de mémoire des ordinateurs, appelées transistors, ont été considérablement transformées et sont presque aussi petites que des atomes ; il nous reste désormais à trouver une façon entièrement nouvelle de penser et construire des ordinateurs. Même si un ordinateur classique nous permet de faire de nombreuses choses incroyables, « sous le capot », il ne s’agit que d’une calculatrice qui utilise des séquences de bits –comprises entre 0 et 1, qui représentent deux états et gèrent les données que nous entrons grâce à un ensemble d’instructions préétablies. Les ordinateurs quantiques ne sont pas destinés à remplacer les ordinateurs classiques, mais ils devraient représenter un outil différent, utilisé afin de résoudre des problèmes complexes qui dépassent les capacités d’un ordinateur classique.

Fondamentalement, nous entrons dans un monde de big data dans lequel les informations dont nous avons besoin sont plus nombreuses, il faut ainsi plus de séquences et de transistors pour les traiter. Pour la plupart, les ordinateurs classiques sont limités à faire une seule chose à la fois, alors plus le problème est complexe, plus la tâche est longue. Un problème qui nécessite plus de puissance et de temps qu’un ordinateur actuel peut traiter est appelé un problème insoluble. Ce sont ces problèmes que les ordinateurs quantiques sont destinés à résoudre.

La puissance des ordinateurs quantiques

Lorsque vous pénétrez dans le monde des particules atomiques et subatomiques, les choses se passent de manière différente. En effet, ces particules peuvent exister dans plus d’un état à la fois. C’est cette capacité que les ordinateurs quantiques exploitent.

Au lieu des bits que les ordinateurs traditionnels utilisent, un ordinateur quantique utilise des bits quantiques, appelés qubits. Pour illustrer cette différence, imaginez-vous une sphère. Un bit peut exister à l’une ou l’autre des extrémités de cette sphère, mais un qubit peut exister à n’importe quel point de cette sphère. Cela signifie qu’un ordinateur utilisant les qubits peut stocker une très grande quantité d’informations, tout en utilisant moins d’énergie qu’un ordinateur classique. Dans cet informatique quantique où les lois traditionnelles de la physique ne sont plus, nous pouvons créer des processeurs significativement plus rapides (environ un million de fois plus rapides) que ceux que nous utilisons aujourd’hui. Fantastique, direz-vous, mais le challenge repose sur le fait que l’informatique quantique est incroyablement complexe.

Toute la pression repose sur les épaules de l’industrie de informatique, afin de trouver des moyens de rendre le rendre plus efficace, puisque nous avons déjà atteints les limites des méthodes classiques. D’ici 2040, d’après un rapport de la Semiconductor Industry Association, nous ne serons plus en mesure d’alimenter tous les appareils du globe. C’est précisément la raison pour laquelle l’industrie informatique tente actuellement de rendre les ordinateurs quantiques fonctionnels afin de les vendre. Pas un petit exploit, mais un qui apportera énormément de bénéfices.  

Comment notre monde va changer avec l’informatique quantique

Il est difficile d’exactement prédire dans quelles mesures l’informatique quantique révolutionnera notre monde, parce qu’il sera appliqué à toutes les industries. Nous nous aventurons dans un domaine absolument inédit de la physique, où des solutions et utilisations n’ont jamais été encore pensées. Mais lorsque vous songez à la manière dont les ordinateurs classiques ont bouleversé nos sociétés, avec une relative simple utilisation de bits et de 0 et de 1, vous pouvez imaginer quelles possibilités extraordinaires apportera l’informatique quantique dans son pouvoir de traitement par qubits, capable d’effectuer des millions de calculs en même temps.

Ce que nous savons d’ores et déjà, c’est qu’il s’agira d’une véritable révolution pour toutes les industries, qui aura un impact sur nos actions, nos inventions en matière de médicaments, de matériaux, sur la façon dont nous sauvegardons nos données, celle dont nous explorons l’espace et prévoyons la météo et les changements climatiques. Ce n’est pas par hasard que certaines des entreprises les plus influentes du monde, telles IBM et Google, et certains gouvernements mondiaux, investissent déjà dans l’informatique quantique. Tous s’attendent à ce que l’informatique quantique transforme en profondeur le monde tel qu’on le connaît aujourd’hui, et ce parce qu’il nous permettra de résoudre des problèmes plus complexes et de gagner en efficacité… des choses qui sont inenvisageables pour l’heure mais qui deviendront courantes dans les années à venir.