Qu'est ce qu'un ordinateur quantique

Qu’est ce qu’un ordinateur quantique et comment fonctionne-t-il ?

On a tous entendu parler de cet ordinateur aux capacités surprenantes qui pourrait révolutionner notre monde.  Capable de résoudre très rapidement des calculs insolubles aujourd’hui, cette technologie prometteuse fait rêver les scientifiques et aiguise les appétits des plus grandes entreprises technologiques, à commencer par Google et IBM.

Qu’est ce qu’un ordinateur quantique ? Comment fonctionne-t-il ?  À quoi va-t-il servir ? Quand va-t-il voir le jour ? On vous explique tout dans cet article.

Un ordinateur quantique, c’est quoi ?

Objet de fantasme depuis plusieurs années, l’ordinateur quantique est un ordinateur surpuissant qui utilise des phénomènes issus de la mécanique quantique pour effectuer des opérations sur des données.

Tout a commencé en 1982 avec Richard Feynman, Nobel de physique, qui eut l’idée d’un ordinateur capable de tirer avantage des lois quantiques pour calculer autrement. Depuis, les progrès dans le domaine ont été fulgurants. Au cours des années qui ont suivi, plusieurs physiciens et mathématiciens ont formalisé l’intuition de Richard Feynman et élaboré les premiers modèles de calcul quantique.

Aujourd’hui, les plus grandes entreprises de la tech planchent sérieusement sur le sujet. De Microsoft à Google, en passant par Intel et IBM, c’est une véritable course pour développer des ordinateurs quantiques universels, avec des processeurs quantiques d’une centaine de qubits physiques.

Comment fonctionne un ordinateur quantique ?

A la différence des ordinateurs normaux, l’ordinateur quantique n’utilise pas sur des « bits », qui sont des informations stockées de manière binaire (des O et des 1), mais  des bits quantiques, ou qubits (quantum + bit), des unités de stockage d’information dont l’état quantique peut posséder plusieurs valeurs (superposition d’états entre 0 et 1).

Pour faire simple, nous allons reprendre l’exemple du labyrinthe : Pour trouver la sortie, un ordinateur traditionnel va explorer les chemins l’un après l’autre – car les bits ordinaires ne peuvent être que dans deux états, 0 ou 1. En revanche, un ordinateur quantique sera capable d’explorer tous les chemins en même temps, car le qubit peut être à la fois le 0 et le 1 (superposition d’états).

En fait, un ordinateur quantique réalise des calculs parallèles en simultané, et non de manière séquentielle. Il considère toutes les hypothèses en même temps. Par conséquent, il est capable de résoudre des problèmes en un temps record : des dizaines de millions de fois plus vite qu’un ordinateur actuel !

L’ordinateur quantique, à quoi va-t-il servir ?

Graal de l’informatique, l’ordinateur quantique serait capable de manipuler et de traiter des quantités de données gigantesques et de résoudre, en quelques minutes seulement, des problèmes que les ordinateurs les plus puissants dont on dispose aujourd’hui ne pourraient résoudre. Google affirme ainsi avoir mis au point un processeur capable de mener certains types d’opérations en trois minutes,  là où il faudrait 10.000 ans aux plus avancés des ordinateurs actuels.

Avec une telle puissance de calcul, l’informatique quantique pourrait donc métamorphoser tous les secteurs  de l’Industrie: industrie de pointe, énergie, logistique, santé, transports, chimie et pleins d’autres encore. Partout où les calculs complexes sont en jeu, l’ordinateur quantique permettrait une progression phénoménale.

Où en est-on en 2022 ?

En général, les experts s’accordent à dire que l’ordinateur quantique ne sera pas une réalité avant plusieurs décennies. Toutefois, les prochaines années pourraient voir apparaître les premiers cas d’utilisation, à mesure que la puissance en  qubits atteindra un niveau permettant d’effectuer des calculs quantiques poussés.

IBM est l’une des rares compagnies qui s’est engagée à suivre et à respecter une feuille de route quantique, qui définit l’objectif ultime de créer un ordinateur quantique d’un million de qubits. Apres avoir annoncé son nouveau processeur quantique de 127 qubits baptisé Eagle, en fin 2021, IBM ambitionne désormais de développer un superordinateur quantique d’ici 2025.

En effet, Le géant américain à dévoilé sa nouvelle feuille de route en mai 2022. Il envisage d’ores et déjà des superordinateurs quantiques et promet une puissance de calcul de 4 000 qubits en 2025.

Selon Jay Gambetta, chercheur chez IBM, les développeurs seront capables, d’ici 2025,  d’explorer les utilisations quantiques dans la finance, le machine learning, l’optimisation, les sciences naturelles et bien d’autres secteurs.

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