Ordinateur Quantique – La Baule, Guérande, Pornichet, Saint Nazaire…
D’abord… petit rappel du principe de fonctionnement d’un ordinateur classique.
Un ordinateur classique fonctionne avec un langage binaire. Ainsi, toutes les informations qui défilent sur un écran (textes, calculs, images, vidéos, musiques…) sont stockées. Elles sont traitées sur l’ordinateur et traduites sous forme de « 0 » et de « 1 ».
Chaque chiffre s’appelle un « bit ». Ce système binaire est théoriquement simple à comprendre car il fonctionne sur un principe de l’électricité : le « 1 » le courant passe, le « 0 » il ne passe pas. Ces combinaisons de « 0 » et « 1 », sont stockées dans des cases mémoires répertoriées et contenant des adresses déterminées.
Ces adresses sont additionnées, multipliées ou mises en comparaison. Ceci grâce à différents circuits électroniques (transistors) aux comportements personnalisés, appelés « portes logiques ».
En fait, l’ordinateur utilise des algorithmes. Ceci pour réaliser nos demandes (retoucher des photos, rédiger un texte, surfer sur le web, visionner un film…). Ces algorithmes utilisent des données d’entrées qui fournissent alors, grâce aux réseaux des différentes portes logiques, des données de sortie. Ces manipulations d’instructions se font au sein d’une opération appelée « Système de Gestion de Base de Données » (SGBDO Oracle).
QUID DE L’ORDINATEUR QUANTIQUE ?
Un ordinateur quantique obéit aux lois de la physique du même nom. Le principe est ici d’utiliser non plus de simples « bits » « 0 » et « 1 » mais des quantiques-bits (q-bits). En cela, la grande différence avec un ordinateur classique se situe dans le fait que les chiffres peuvent présenter une superposition de plusieurs états.
C’est-à-dire qu’un q-bit peut prendre la valeur « 0 » et « 1 » en même temps, par exemple : |00> |01> |10> |00>… Ainsi, les adresses qui étaient différentiées et personnalisées dans un ordinateur classique, se rassemblent ici en une seule et même adresse de par leur superposition.
Ces groupes d’adresses se nomment alors q-mémoire (Q-Ram). De même que sur un ordinateur classique, ces groupes de q-bits sont connectés à l’entrée d’un « q-Oracle », composé de… q-portes logiques. Les divers enchaînements des q-portes logiques forment de ce fait un algorithme quantique.
Quel est l’avantage par rapport à un ordinateur classique ? Une rapidité d’exécution tout à fait exceptionnelle ! L’ordinateur quantique est ainsi capable de combiner une multitude phénoménale de calculs en un temps record pour une même tâche.
Cette méthode de calcul s’appelle « Algorithme de Grover » (Lov Grover : informaticien indo-américain, à l’origine de la découverte.)
ALORS… MON PROCHAIN PORTABLE SERA-T-IL QUANTIQUE ?
Ce que nous avons évoqué ci-dessus concernant les performances d’un ordinateur quantique reste très séduisant sur le papier glacé, en revanche qu’en est-il vraiment dans la réalité ?
En fait, tout se complique très vite car dompter les fragiles éléments qui composent le q-bit (spin d’électron, polarisation de photon, circuits utilisant la supraconduction…), demande un véritable tour de force. En effet, à l’inverse des transistors de l’ordinateur classique, seuls ces éléments sont capables de présenter plusieurs états. La grande difficulté se situe dans la stabilisation et l’association d’un grand nombre de ces éléments pour former un registre quantique digne de ce nom et surtout, surtout… trouver la parade pour les isoler du monde extérieur.
Depuis quarante ans, des chercheurs se penchent sur la possibilité de tirer partie des lois quantiques afin de faire fonctionner un q-ordinateur. C’est alors qu’en juin 2021, IBM présentait fièrement son premier ordinateur quantique possédant un processeur de 27 q-bits.
A 40 millions d’euros, ce monstre de technologie est pourtant bien loin de projeter l’ombre d’une solution intéressante pour les entreprises les plus demandeuses. En effet, les promesses des chercheurs restent purement théoriques. Ainsi, une concrète utilisation de ce système paraît aujourd’hui encore obscure. Les problèmes majeurs de cet ordinateur aux dimensions XXL, demeurent dans la grande fragilité de l’état quantique.
En outre, le nombre d’erreurs, très élevé lors des calculs sur un système de « seulement »27q-bits, persiste.
Ce bébé pourtant très design avec ses somptueuses parois en verre, doit malgré tout garder la tête froide – très froide – pour fonctionner.
En résumé et après pratiquement un demi-siècle de recherches plutôt laborieuses, l’informatique quantique n’en est qu’à ses tout premiers balbutiements…
Quant à la question : « Mon prochain portable sera-t-il quantique? »
Disons que les mises à jours des OS de nos bons vieux PC, ont encore de beaux jours devant elles !
