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Ordinateur quantique (quantum computer) : c’est quoi ? Pourquoi ?

Ordinateur quantique qu’est-ce? Aujourd’hui, tout le monde utilise un ordinateur. La question est de savoir si on est Apple avec les Macintosh, Windows ou dans le monde du libre sous Unix. Tout le monde sait que notre smartphone muni d’un processeur, de mémoire vive, de mémoire de masse est plus puissant que nos ordinateurs personnels d’il y a 10 ans. Quand on commence à parcourir les articles autour des configurations, on s’aperçoit qu’il y a autre chose et beaucoup d’autres choses.

On trouve des ordinateurs dans le sens initial [1] du terme à quelques dizaines d’euros. Ces ordinateurs sont utilisés par des Geek pour développer diverses applications, notamment dans le domaine de la domotique ou pour être une interface de calcul ou de transmission de données d’objets connectés.

Mais aujourd’hui, une évolution majeure dans le traitement des données est peut-être l’avènement des ordinateurs quantiques.

ordinateur quantique 2000Q Systems
                       ordinateur quantique 2000Q Systems

 

Mais qu’est-ce que vient faire le terme quantique dans les ordinateurs ?

Oui on a entendu parler de la physique quantique, peut-être de Max Planck. On sait ou on se sait pas que ça veut modéliser le comportement des atomes. Tout cela est quand même loin des ordinateurs que l’on connait avec des transistors – même si ces transistors ont été réduits à leur minimum sur des plaques de silicium.

Qu’est-ce un ordinateur quantique et à quoi cela peut servir ?

Plusieurs laboratoires de recherche dont ceux d’IBM et de D-Wave ont fait des recherches pour rendre les ordinateurs plus puissants, même beaucoup plus puissants dans un espace toujours plus petit et se sont naturellement intéressés à l’atome.

Première différence avec un ordinateur à base de transistors : un transistor ne peut avoir que 2 valeurs (0 ou 1). Chaque instruction, donnée devra être traduite en une succession de 0 et de 1. Un caractère « simple » sera représenté par 8 bits, qu’on appelle octet. Un caractère étendu (par exemple pour prendre en compte les accents), sera représentés par 2 octets (16 bits).
Dans un ordinateur quantique, l’élément de base représenté par l’état quantique : le qubit qui pourra prendre plusieurs valeurs.

Les premières recherches de l’université de Yale ont permis en 2009  de créer un premier processeur composé de 2 qubits. Chaque qubit étant composé d’un milliard d’atomes d’aluminium (source Wikipedia)

Aujourd’hui, IBM propose un calculateur 5-qubits et D-Wave un calculateur 2000-qubits. Il est à noter que la puissance ne dépend pas uniquement du nombre de qubits mais de la complexité de ceux-ci.

Donc, si vous avez quelques calculs à faire, vous pourrez utiliser ces supers machines. IBM propose ce service dans le cloud et D-Wave devrait bientôt également le proposer.

La NASA est un utilisateur d’un ordinateur de D-Wave, les applications développées ont permis de mener à bien des missions robotisées dans l’espace, aujourd’hui des programmes d’intelligence artificielles sont déployées.

Volswagen en collaboration avec D-Wave devrait présenter au CEBIT une application d’optimisation du déplacement des taxis à Pékin.

Certains experts comme le physicien Claude Aslangul ou Max Tegmark considèrent que l’exploitation véritable de telles technologies avec des langages adaptés, ne pourra pas voir le jour avant une trentaine d’années et que jusque-là  les supercalculateurs resteront plus opérationnels pour les besoins actuels que les ordinateurs quantiques.


[1] Définition sur Wikipedia :

« Un ordinateur est une machine électronique programmable qui fonctionne par la lecture séquentielle d’un ensemble d’instructions, organisées en programmes, qui lui font exécuter des opérations logiques et arithmétiques sur des chiffres binaires. »

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