Comme beaucoup d'entre vous le savent, à l'automne 2019, Google et IBM ont commencé à mener une véritable confrontation entre eux: lorsque les représentants de Google ont déclaré leur «supériorité quantique» en raison du succès de l'informatique quantique, IBM a pris le relais de manière inattendue, démontrant la capacité de leur nouveau supercalculateur à effectuer des calculs avec la même vitesse et beaucoup plus de précision que l'ordinateur quantique de Google. Ce n'était pas la première fois que quelqu'un remettait en question l'informatique quantique. L'année dernière, Michel Dyakonov, physicien théoricien à l'Université de Montpellier en France, a proposé de nombreuses raisons théoriques pour lesquelles des supercalculateurs quantiques pratiques ne seront jamais construits. Alors, comment savoir qui a raison et qui a tort?
Pourquoi la création de supercalculateurs est-elle menacée?
L'ordinateur quantique est une invention extrêmement utile dans la création de l'intelligence artificielle du futur, de nouvelles méthodes de cryptographie et même de nouveaux types de batteries. Malgré toute la polyvalence de son application, l'appareil peut ne jamais fonctionner pleinement. Le chercheur français Michel Dyakonov, qui a travaillé pendant de nombreuses années sur la mise en œuvre de l'informatique quantique, a abouti à des conclusions aussi peu encourageantes. Le scientifique pense qu'en raison de l'inévitabilité des erreurs aléatoires dans le matériel des appareils, il est peu probable que des ordinateurs quantiques vraiment utiles soient construits.
Afin de comprendre pourquoi la création de supercalculateurs de nouvelle génération peut être à risque, il faut d'abord comprendre les principes de fonctionnement de ce dispositif informatique. Selon un article publié sur le portail theconversation.com, les ordinateurs modernes fonctionnent sur le principe du code binaire lors du stockage des données, tandis que les dispositifs quantiques déjà créés utilisent un système de bits ou qubits quantiques.
Les Qubits ont des propriétés particulières: ils peuvent exister en superposition, étant à la fois zéro et un, tout en étant enchevêtrés les uns avec les autres même s'ils sont à une distance considérable l'un de l'autre. Un tel comportement inhabituel n'est pas associé au monde de la physique classique, puisque la superposition disparaît instantanément lorsque l'expérimentateur interagit avec l'état quantique.
Grâce à la superposition, un ordinateur quantique de 100 qubits peut représenter simultanément 2 100 solutions. Pour certaines tâches, ce parallélisme exponentiel peut être utilisé pour créer un énorme avantage en termes de vitesse de calcul. Cependant, il existe une autre approche plus étroite de l'informatique quantique, dans laquelle des qubits sont utilisés pour accélérer les problèmes d'optimisation. Par exemple, la société canadienne D-Wave Systems a construit des systèmes d'optimisation qui utilisent des qubits dans ce but précis, bien que certains critiques soutiennent que les systèmes résultants ne fonctionnent pas mieux que les ordinateurs classiques.
Ordinateurs quantiques de D-Wave Systems.
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Malgré cela, les entreprises et les pays investissent d'énormes sommes d'argent dans l'informatique quantique. On sait que la Chine a construit un nouveau centre de recherche quantique d'une valeur de 10 milliards de dollars américains, et l'Union européenne a élaboré un plan directeur pour la recherche quantique d'une valeur de 1 milliard d'euros ou 1,1 milliard de dollars. La nouvelle loi américaine sur l’initiative nationale quantique prévoit 1,2 milliard de dollars en développement d’informations quantiques sur une période de cinq ans.
La capacité à déchiffrer les algorithmes de cryptage est un puissant facteur de motivation pour de nombreux pays à travers le monde. Ainsi, la connaissance des systèmes de cryptage de l'ennemi pourrait donner un énorme avantage en matière de renseignement, tout en favorisant de nouvelles recherches fondamentales dans le domaine de la physique, puisque les systèmes expérimentaux modernes ne disposent que de moins de 100 qubits. Pour obtenir des performances de calcul utiles dans un supercalculateur, nous aurons probablement besoin de machines avec des centaines de milliers de qubits. Pour que les appareils fonctionnent correctement, ils doivent corriger toutes les petites erreurs aléatoires dans le logiciel. Dans un ordinateur quantique, de telles erreurs se produisent en raison d'éléments de circuit imparfaits et de l'interaction des qubits avec leur environnement. Pour ces raisons, les qubits peuvent perdre leur cohérence en une fraction de seconde,ce qui peut conduire à des résultats erronés de l'ordinateur.
En d'autres termes, bien que les supercalculateurs quantiques aient le droit d'exister, l'exactitude de leurs calculs peut être une grande question. Et qu'en pensez-vous, une personne pourra-t-elle un jour subjuguer les technologies quantiques?
Auteur: Daria Eletskaya
