Pour ne pas mourir idiot : Comment fonctionne l’informatique quantique ?


Dans cette interview accordée à Futurism, Mikhail Lukin, professeur de physique à l’Université Harvard et auteur principal de l’un de ces articles, explique l’état actuel de l’informatique quantique, nous dit quand nos téléphones et nos bureaux pourraient être équipés de technologies quantiques, et ce qu’il faudra pour que cela se produise.



Extrait

Pour ne pas mourir idiot : Comment fonctionne l’informatique quantique ?
Futurism : Pouvez-vous d’abord nous expliquer, en termes simples, comment fonctionne l’informatique quantique?

Mikhail Lukin : Commençons par expliquer comment fonctionnent les ordinateurs classiques. Avec un ordinateur classique, vous formulez le problème que vous voulez résoudre sous la forme d’une entrée, qui est essentiellement un flux constitué de 0 et 1. Pour effectuer des calculs, il faut créer un certain nombre de règles fondées sur la façon dont ce flux pourra circuler – c’est notre processus de calcul (addition, multiplication, etc.).

Mais nous savons depuis plus de 100 ans que le monde microscopique est fondamentalement régi par les lois de la mécanique quantique, et à l’échelle quantique, on retrouve également des systèmes. Votre ordinateur, par exemple, ou votre chaise pourraient être placés dans deux états différents à la fois – c’est l’idée de la superposition quantique. En d’autres termes, votre ordinateur pourrait se trouver simultanément à Boston et à New York. Donc, cette superposition quantique, même si elle nous paraît très étrange, est permise par les lois de la mécanique quantique. À grande échelle, comme dans mon exemple, c’est évidemment très bizarre. Mais dans le monde microscopique, comme à l’échelle d’un seul atome, ce type d’état superposé est en fait assez courant. Ainsi, en effectuant de nombreuses expériences scientifiques, les chercheurs ont pu démontrer qu’un même atome peut se trouver dans deux états différents à la fois.

L’idée de l’ordinateur quantique est d’utiliser les règles de la mécanique quantique pour traiter l’information. On peut assez facilement comprendre pourquoi ce type de machine peut être si puissant. Avec un ordinateur classique, vous fournissez des données d’entrée, il les traite, puis vous transmet des données de sortie. Mais avec du matériel utilisant les principes de la mécanique quantique, plutôt que de simplement fournir de manière séquentielle des données d’entrée et de lire les réponses, le registre informatique peut être dans les superpositions quantiques de différents types d’entrées à la fois.

Cela signifie que si on traite cet état de superposition à l’aide des lois de la mécanique quantique, on peut traiter beaucoup, beaucoup d’entrées à la fois. L’accélération sera même exponentielle par rapport aux programmes classiques.

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