Un sujet que l’on croise de temps en temps sur quelques sites d’informations est « l’informatique quantique ». Derrière ce nom un peu « futuriste », se cachent des théories scientifiques élaborées depuis le début du XXème siècle. En effet, sans rentrer dans les détails, la physique quantique est née avec la première hypothèse de Max Planck en 1900 qui dit que « les échanges d’énergie avec la matière se font par petites quantités : les « quanta » ». Niels Bohr en sera bien inspiré par la suite pour proposer son modèle vers 1913 et qui donnera encore suite à la théorie de la mécanique quantique de Werner Karl Heisenberg (qui lui donnera le droit à son prix Nobel en 1932), etc.
– Concepts
Au delà des simples hypothèses du début du siècle dernier, la physique quantique est aujourd’hui bien réelle, prouvée et vérifiée par des expérimentations scientifiques. d’ailleurs, à elle seule, la physique quantique est capable d’expliquer les phénomènes électromagnétiques et la physique des particules (je vous conseille cet interview ThinkerView d’Etienne Klein si vous voulez tenter de mieux comprendre: https://www.youtube.com/watch?v=KJQl–wHQSM). Pour revenir doucement sur notre partie « informatique », il faudra retenir/comprendre que le mot « quantique » fait référence à une « quantification », c’est à dire des valeurs/positions prédéterminées que peut prendre les électrons autour des noyaux. Un des effets, très contre intuitifs, est le fait que le simple fait de mesurer un état particulier, va figer/fixer la position. Je ne vais pas prétendre vous expliquer clairement dans le détail et à l’écrit ce principe et je vous renvoie donc à cette super vidéo de David Louapre sur sa chaine ScienceEtonnante qui introduit la mécanique quantique: https://www.youtube.com/watch?v=Rj3jTw2DxXQ (d’ailleurs, sa chaine entière est une mine de connaissance scientifique, je vous la conseille). Vous retiendrez que lorsqu’on tente de vérifier la position d’un électron propulsé par un canon à électron, sa position finale n’est qu’un histoire de statistique: des fois à gauche, des fois à droite… Ce n’est que lorsqu’on « mesure » que la position semble se figer! Si c’est pas dingue ça! ^^
– Liens avec l’informatique?
Le lien avec l’informatique me demanderez vous? Et bien cela change radicalement le paradigme du calcul des processeurs. En effet, jusqu’à aujourd’hui, nos processeurs « traditionnels » (basées sur une succession de transistors et utilisant des « bits »: soit 0 soit 1) étaient « déterministes », cela veut dire que nos processeurs vont faire un travail de calcul jusqu’à trouver LA BONNE RÉPONSE attendue, peu importe la difficulté du calcul (cela aura un impact sur la durée du calcul bien évidemment, à mettre en perspective avec le nombre de cœurs disponibles et leurs fréquences de fonctionnement respectives).
Alors qu’un processeur quantique lui, ne sera pas déterministe, mais plutôt statistique! Le calculateur quantique travaillera avec des « qbits » dont l’état quantique pourra posséder une infinité de valeurs! Les premiers de ces calculateurs ont vu le jour au début des années 1990 (ça ne date pas de la semaine dernière du coups!). On pourra donc imaginer « calculer » un résultat au plus proche de la réalité, mais beaucoup plus rapidement. Dit autrement, on imaginera un résultat fiable à 99,999999% en quelques secondes, là où un processeur « classique » donnera un résultat de toute façon fiable à 100% au bout de 20 ans.
– Questions
Cette avancée technologique est assez incroyable et ouvre le champs des possibles d’une manière folle! Dans le domaine de la recherche notamment, cela permettra d’avancer sur certaines problématiques beaucoup plus rapidement (comme par exemple, la capacité de repli des protéines: super importants dans le domaine médicale). Mais cela pose aussi pas mal de questions, dans le domaine cryptographique entre autre. En effet, la sécurité de nos systèmes et les algorithmes/protocoles que nous utilisons se basent essentiellement sur le temps qu’il faut pour « casser » le système. En gros, plus c’est long à cracker, plus c’est sécuriser! Mais avec cette nouvelle manière « quantique » de réaliser des calculs, cela change la donne… La quasi intégralité des systèmes cryptographiques utilisées en informatiques (navigation WEB, transactions bancaires, secrets médicales ou militaires, etc.) peuvent être compromis! On imaginera donc de nouvelles manière de chiffrer nos données (peut être de manière quantiques… même si cela n’a pas beaucoup de sens ^^).
– Conclusion
Il est certes déjà possible d’acheter des ordinateurs possédant un calculateur quantique, mais il n’est pas question de faire tourner WIndows avec ce genre de calculateur. Ils ne seront utilisés que dans des cas particuliers et avec des applications dédiées. Il faudra tout de même compter environ 5000 euros pour se procurer ce type de machine (chez SpinQ). On est clairement sur un public visé particulier: étudiants, recherches, etc.
Je vous conseillerai encore une fois une vidéo de David Louapre sur ScienceEtonnante qui détaille un peu plus cette histoire d’informatique quantique: https://www.youtube.com/watch?v=bayTbt_8aNc
Bonne recherche à vous! 😉
