En décembre 2019, Google a certes affirmé avoir atteint la suprématie quantique à l'aide d'une machine de 53 qubits, le processeur Sycamore, qui a, selon l'entreprise, été utilisé pour effectuer en un peu plus de trois minutes une opération qui aurait pris 10 000 ans à un ordinateur traditionnel.
Dans cet objectif, la France a notamment pour ambition d'être parmi les premières nations à développer un ordinateur quantique universel à grande échelle. Elle espère disposer « d'un prototype complet d'ordinateur quantique généraliste de première génération » dès 2023.
Un ordinateur quantique utilise les propriétés de la mécanique quantique telles que la superposition et l'intrication[2] pour traiter les données. Des particules élémentaires de matière, comme les photons, remplacent les bits.
Déjà en 2019, Google annonçait avoir atteint la suprématie quantique. Plus récemment, en juillet 2021, des chercheurs chinois ont affirmé avoir atteint cet objectif avec leur nouveau superordinateur quantique.
Cette bête de haute technologie s'appelle le Zuchongzhi 2, un processeur quantique de 66 qubits qui serait 10 millions de fois plus rapide que le meilleur superordinateur du monde.
théorie physique qui traite du comportement des objets physiques au niveau microscopique [atome, noyau, particules].
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.
Ça, ce sera pour 2022. Ensuite, à partir de 2025, on aura des démonstrateurs pour la viabilité économique par rapport à l'informatique traditionnelle. L'industrialisation des véritables ordinateurs quantiques, c'est pour 2028-2030, pour un déploiement à l'échelle des supercalculateurs traditionnels.
Le bit quantique ou qubit est l'unité élémentaire pouvant porter une information quantique. Comme le 1 et le 0 sont les deux états d'un bit classique ordinaire, un qubit est la superposition cohérente d'au moins deux états de base quantiques, que l'on peut noter |0> et |1>.
Les ordinateurs classiques traitent de l'information binaire, des 1 et des 0. L'informatique quantique va plus loin, grâce aux qubits, qui peuvent être à la fois 1 et 0. Cette faculté est ce que l'on appelle la superposition, un des avantages premiers de l'informatique quantique.
L'esprit quantique ou encore la conscience quantique est une hypothèse qui suggère que des phénomènes quantiques, tels l'intrication et la superposition d'états, sont impliqués dans le fonctionnement du cerveau et en particulier, dans l'émergence de la conscience.
La première colonne montre tous les états possibles pour trois bits. Un ordinateur classique peut seulement porter un de ces états à la fois. Un calculateur quantique, lui, peut être dans une superposition de ces huit états à la fois. La deuxième colonne montre l'amplitude pour chacun des huit états.
« C'est l'avenir de l'ordinateur, entièrement tourné vers le cloud computing et les data centers », explique Emmanuel Freund. Traduction : Shadow est un PC toujours à jour et accessible via une connexion Internet sur n'importe quel appareil : smartphone, tablette, télé, Mac ou le boîtier Shadow spécialement conçu.
Un ordinateur quantique pourrait également permettre d'inventer des molécules, de simuler de nouveaux matériaux, de résoudre des problématiques liées à la logistique ou encore de simuler de manière exacte des réactions chimiques qui nous paraissent encore mystérieuses.
La porte CNOT permet d'opérer un NOT sur le second bit quantique d'entrée à condition que le premier bit quantique d'entrée soit égal à ; dans tous les autres cas, le second bit quantique est laissé inchangé. On nomme ainsi le premier bit quantique d'entrée qubit de contrôle. Le second est en général nommé qubit cible.
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.
En 1981, le physicien Paul Benioff américain tente de démontrer la possibilité théorique des ordinateurs quantiques en décrivant le premier modèle de mécanique quantique adaptée à un ordinateur. Il y détaillait une machine de Turing fonctionnant selon les principes de la mécanique quantique.
Un ordinateur quantique basé sur des qubits supraconducteurs, par exemple, est refroidi à des températures de l'ordre du millikelvin (ce qui est plus froid que l'espace interstellaire) et est contrôlé à l'aide de micro-ondes2.
L'un des principaux problèmes auxquels sont confrontés les ordinateurs quantiques est celui de la quantité de puissance de calcul stable nécessaire à l'exécution de certains algorithmes. Une question qui ne sera pas réglée avant quelques années, en raison de l'immaturité relative de la technologie.
La physique quantique est un ensemble de théories physiques nées au XX e siècle, qui décrivent le comportement des atomes et des particules et permettent d'élucider certaines propriétés du rayonnement électromagnétique.
Nous pensons ici en particulier à la notion de potentialité qu'on retrouve chez l'un des pères fondateurs de la physique quantique, Werner Heisenberg.
Niels Bohr a proposé l'interprétation de Copenhague de la théorie quantique, qui affirme qu'une particule est fonction de la mesure qui en est faite (par exemple, une onde ou un corpuscule) mais qu'on ne peut pas lui attribuer des propriétés particulières tant qu'on ne l'a pas mesurée.
La loi de Moore (qui est en fait une simple extrapolation) implique que les ordinateurs deviennent au fil du temps plus petits, plus rapides et moins chers, à mesure que les transistors sur circuits intégrés deviennent plus efficaces.
L'avenir de l'informatique réside dans l'autogestion. Encore récemment définie par son refus des codes lui étant imposés par la société, la génération Y a vieilli. En 2030, elle aura entre 33 et 48 ans. Sa vision de l'entreprise sera devenue la norme.