Vocageek #18 : c’est quoi un ordinateur quantique ?
L’ordinateur quantique suscite bien des fantasmes. Ce Graal technologique est censé résoudre des calculs aujourd’hui infaisables par des ordinateurs classiques. Mais s’il devient un jour une réalité, remplacera-t-il vraiment l’ordinateur classique ? Science-fiction ? Pas vraiment.
La définition
L’ordinateur quantique est un « super ordinateur » qui s’appuie sur les phénomènes de la mécanique quantique pour effectuer des opérations sur des données. À la différence des ordinateurs traditionnels, l’ordinateur quantique ne travaille pas sur des données binaires (des O et des 1), mais sur des bits quantiques, ou qubits (quantum + bit) dont l’état peut posséder plusieurs valeurs. La puissance de calcul est ainsi bien plus importante.
Pourquoi est-il si puissant ?
Imagine un labyrinthe avec des dizaines de chemins possibles. Un ordinateur traditionnel va les explorer un par un pour trouver la sortie (le résultat). Cela va prendre un certain temps, même s’il est doté de plusieurs processeurs, car chacun des processeurs exécute le même algorithme en parallèle. Un ordinateur quantique est capable d’explorer tous les chemins en même temps. Bref, il est capable de considérer toutes les hypothèses en parallèle. Par conséquent, il est capable de traiter des données en un temps record : des dizaines et des dizaines de millions de fois plus vite qu’un ordinateur traditionnel !
Prototype de processeur quantique de 16 qubits fabriqué par IBM.
Comme fonctionne-t-il ?
Un ordinateur quantique est différent, car il effectue des calculs avec des atomes sélectionnés un à un, et qui ne régissent plus à la physique classique (newtonienne), mais aux lois complexes de la physique quantique. Un circuit de calcul quantique travaille sur un jeu de qubits. Un qubit peut porter soit un un, soit un zéro, soit une superposition d’un un et d’un zéro. Maintenir une « poignée » d’atomes configurés de telles manières à représenter des données demande notamment de les maintenir à une température très basse afin de les empêcher de se mettre en mouvement. C’est pourquoi un ordinateur quantique chez toi, ce n’est pas pour demain !
À quoi va servir l’ordinateur quantique ?
L’ordinateur quantique n’est pas fait pour jouer à un jeu vidéo ou de surfer sur le web ! Ses applications sont très spécifiques pour l’instant. On peut citer l’intelligence artificielle avec des capacités d’apprentissage hors norme, les prévisions météorologiques, les prévisions financières, la cryptographie, la chimie ou la biologique. Les géants de l’informatique sont sur le coup pour proposer des premières machines, comme Google, IBM, Intel et Microsoft. Et la puissance de calcul augmente très vite.
Un problème pour la cybersécurité ?
Avant une dizaine d’années, les capacités des ordinateurs quantiques seront telles qu’ils devraient être capables de décoder les clés de chiffrement les plus complexes en seulement quelques heures. Concrètement, cela signifie que tous les dispositifs de sécurité actuels pour les transactions bancaires, la confidentialité des communications en ligne ou la protection des données pourraient devenir obsolètes. Un vrai problème si un ordinateur quantique se trouvait entre de mauvaises mains.
- Pour aller plus loin, regarde la vidéo de la chaîne L’Esprit Sorcier :
