Le calcul quantique ambitionne d'utiliser les propriétés quantiques ultimes de la matière (la superposition, l'intrication et la non-localité) pour effectuer massivement des opérations sur des données grâce à l'ordinateur quantique.
1 - Comment fonctionne un ordinateur quantique ? Un ordinateur quantique est l'équivalent d'un ordinateur classique, sauf que ses calculs sont effectués à l'échelle atomique. Il se base sur les lois de la physique quantique, qui s'intéresse au comportement de la matière et de la lumière au niveau microscopique.
Un qubit est un système quantique qui peut se trouver dans une superposition de deux états quantiques, 0 et 1. Chaque état quantique possible est associé à une amplitude de probabilité. Une fois que vous avez mesuré un qubit, son état est réduit à l'état 0 ou l'état 1 en fonction de la probabilité associée.
La physique quantique est un ensemble de théories physiques nées entre 1900 et 1930 et qui cherchent à expliquer le comportement des atomes et des particules (les électrons qui tournent autour du noyau d'un atome par exemple).
Simulation de physique quantique et de physique des particules. Des circuits quantiques sont déjà utilisés pour des simulations de mécanique quantique et de physique des particules, fonction pour laquelle Richard Feynman les avait imaginés au départ.
La cryptographie quantique, qui repose sur la transmission de qubits générés aléatoirement, assure l'inviolabilité des échanges en toutes circonstances. Ces qubits constituent des clefs, qui sont ensuite utilisées dans des protocoles de chiffrement classiques.
Lire aussi - C'est quoi la physique quantique? Ainsi, à l'heure actuelle, un ordinateur quantique universel opérationnel reste un Graal inaccessible, dont personne ne peut encore prédire la réussite avec certitude.
La société chinoise Origin Quantum a livré un ordinateur quantique en 2021 », a déclaré Zhang Hui, directeur du Centre de recherche en ingénierie de l'informatique quantique de l'Anhui, cité par la presse.
Ce bref historique montre le chemin parcouru depuis que cette idée a germé dans l'esprit d'un physicien. 1970 : Richard Feynman commence à parler d'informatique quantique. 1982 : L'hypothèse de réaliser un ordinateur quantique est soulevé pour la première fois par Richard Feynman.
La recherche en informatique quantique étudie les limites physiques du traitement de l'information et innove en matière de physique fondamentale. Cette recherche conduit à des avancées dans de nombreux domaines scientifiques et industriels comme la chimie, l'optimisation et la simulation moléculaire.
Cette technologie ouvre donc une voie pour les informaticiens. Les problèmes les plus complexes pourront être résolus de manière beaucoup plus rapide car le quantique va offrir un niveau de puissance de calcul sans précédent.
Pour assurer ces usages, la cryptologie regroupe quatre principales fonctions : le hachage avec ou sans clé, la signature numérique et le chiffrement.
Elle considère que, du moment qu'un objet quelconque peut potentiellement se trouver dans n'importe quel état, l'univers de cet objet se divise en une série d'univers parallèles correspondant au nombre d'états possibles de l'objet, chacun de ces univers contenant un seul et unique état possible de cet objet.
quantique adj. Relatif aux quantons. quantique n.f. Branche de la physique qui traite des propriétés des quantons.
L'une des solutions pour créer un qubit consiste à élaborer un "point quantique" qui est fondamentalement un électron piégé dans une cage d'atomes, performance technique qui est aujourd'hui accessible aux laboratoires de Bell ou d'IBM par exemple qui peuvent manipuler des atomes individuellement.
Ce modèle décrit les électrons d'un atome à l'aide de quatre nombres quantiques n, ℓ, mℓ et ms, et cette nomenclature est également utilisée dans la description classique de l'état quantique des nucléons, c'est-à-dire des protons et des neutrons constituant les noyaux atomiques.
Le nombre quantique principal peut être mis au carré 𝑛 pour déterminer le nombre d'orbitales par niveau d'énergie. Il peut également être mis au carré et multiplié par deux 2 𝑛 pour déterminer combien d'électrons il y a par couche électronique.
Max Planck était un physicien allemand. Considéré comme le créateur de la théorie de la physique quantique.
Le processeur quantique Sycamore de Google consomme 26 kilowatts de puissance électrique, soit bien moins qu'un supercalculateur, et exécute un algorithme quantique de test en quelques secondes. Suite à cette expérience, des algorithmes classiques permettant de simuler cet algorithme quantique ont été proposés.
Pour créer un ordinateur quantique, il nous faut utiliser notre compréhension classique afin d'établir et de contrôler un système quantique. Et ce n'est pas chose facile. Nous utilisons des signaux et des objets classiques et tentons de « donner vie » au comportement quantique dans ces matériaux.
D'un point de vue quantitatif, la quantité d'information gérée par un qubit est virtuellement plus grande que celle contenue dans un bit, mais elle n'est accessible qu'en partie au moment d'une mesure. Le concept de qubit, tout en étant discuté dès les années 1980, fut formalisé par Benjamin Schumacher en 1995.
Qu'est-ce que le moteur quantique ? Le moteur quantique est un moteur qui fonctionne sans carburant. Aucune forme de combustion n'est donc nécessaire pour créer de l'énergie et engendrer un mouvement au sein du mécanisme motorisé.
L'intrication quantique réfère à l'existence d'un lien invisible entre deux particules qui ont été émises en même temps, quelle que soit la distance qui les sépare. De la sorte, si l'état de l'une d'elles se modifie, celui de sa jumelle change de façon instantanée, comme s'il s'agissait d'un seul et même système.
La dualité onde corpuscule
C'est le principe fondamental de la physique quantique, énoncé par Einstein et généralisé par le Français Louis de Broglie, prix Nobel de physique en 1929. En physique classique, on distingue la matière et les ondes. Un objet ne peut se comporter comme une onde et inversement.
Le géant américain IBM a dévoilé Osprey, l'ordinateur quantique le plus puissant au monde. Fruit d'une série de percées réalisées au cours des dernières années, celui-ci intègre plus de 400 qubits.