Zoom sur l’informatique quantique : révolution technologique et perspectives futures

information fournie par ODDO BHF AM •12/12/2024 à 14:58

ODDO BHF AM

Ce mois-ci, nous nous intéressons à l'informatique quantique. Pris isolément, ce terme peut apparaître comme de la science-fiction. Il n'en est rien. Au contraire, cette technologie, quoique naissante, laisse déjà entrevoir des capacités de calcul phénoménales. Surtout, l'ordinateur quantique a des liens intéressants avec l'intelligence artificielle. Pour ces raisons, il nous parait justifié d'attirer l'attention de nos lecteurs sur ce sujet ... et de leur remémorer les cours de physique de leurs études !

L'INFORMATIQUE QUANTIQUE : QU'EST-CE QUE C'EST ?...

Les circuits électroniques des ordinateurs que nous utilisons quotidiennement traitent l'information sous forme binaire, c'est-à-dire en manipulant des « 0 » et des « 1 ». Ces deux chiffres, aussi appelés « bits », correspondent en fait à un signal électrique : « 1 » = un courant électrique passe, « allumant » un circuit, un peu comme on allumerait une lampe, « 0 » = pas de courant électrique, donc le circuit est « éteint ». Les transistors et autres composants électroniques présents à l'intérieur de l'ordinateur traduisent ces courants en instructions, qui finissent par déboucher sur un résultat pour l'utilisateur (ex. « affichage de tel caractère sur l'écran »). Il est possible de graver sur les circuits imprimés des puces classiques des milliards de transistors (par ex. environ 512 milliards pour le processeur au cœur d'un iPhone moyen de gamme). Cette énorme quantité de circuits donne des ordinateurs puissants. Mais une telle architecture technologique se heurte à certaines contraintes. En particulier, elle impose de traiter l'information de manière séquentielle : les transistors doivent être « allumés » les uns après les autres.

L'architecture de l'informatique quantique, par contre, repose sur des éléments très nettement plus petits qu'un circuit électronique : cela peut être de simples atomes, des électrons, des ions captifs (= des atomes privés de certains de leurs électrons), un photon (= un grain de lumière), etc. Ces vecteurs de l'information en informatique quantique sont appelés « qubits ». A cette échelle, les particules sont régies par la physique quantique et non plus par la physique traditionnelle. Elles présentent alors des propriétés particulières, au point d'être contre-intuitives. En particulier, les qubits se trouvent dans une superposition de plusieurs états à la fois. Contrairement à leurs homologues classiques, qui sont soit des bits 0, soit des bits 1, les qubits sont à la fois des 0 et des 1 ! Si cette caractéristique est déroutante, elle offre un avantage informatique indéniable, en permettant de réaliser des calculs en parallèle (et non plus de manière séquentielle, comme pour les ordinateurs classiques). En conséquence, pour certains types de problèmes très gourmands en puissance de calcul, l'ordinateur quantique se place en alternative incomparable à toute autre technologie.

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