Qu'est-ce que l'informatique quantique ?

par colivier

Le 08 avril à 06h14

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L'informatique quantique est une "évolution" de l'informatique telle qu'ont le connaît et qui repose sur la physique quantique, dont les premières théories ont vu le jour dans les années 80. Nous allons d'abord rappeler comment fonctionnent l'informatique "normal" avant d'expliquer le fonctionnement de l'informatique pas quantique puis de voir ses limites et enfin savoir si nous en aurons bientôt un à la maison.


L'informatique pas quantique

L'informatique non quantique, c'est l'informatique que l'on connaît tous, il traite les informations et effectue les calculs de façons binaires, c'est-à-dire avec des 0 et des 1. Il devient limité quand il faut exécuter des opérations qui demandent tellement de puissance qu'ajouter de la RAM ou des processeurs à un ordinateur non quantique ne suffit plus et que même les meilleurs supercalculateurs (gros ordinateurs) du monde sont incapables d'effectuer en un temps raisonnable. C'est dans ces cas-là que nous aurons besoin d'informatique quantique.


L'informatique quantique

L'informatique quantique repose sur la physique quantique, un principe plutôt compliqué qui ne sera qu'en partie développé ici. Nous allons, pour illustrer le principe des bits quantique, nous servir d'un exemple avec une pièce de monnaie.

Si vous lancez votre pièce, elle pourra se trouver à l'atterrissage, dans deux états. Soit pile, soit face. Avec une pièce quantique, si vous la lancez et que vous ne regarder pas la face sur laquelle elle est tombée, la pièce sera dans un état superposé, elle sera pile ET face, un peu difficile à imaginer n'est-ce pas ;) Maintenant si vous regardez votre pièce quantique , elle prendra un état, au hasard entre pile et face et le gardera, elle perdra son état superposé. Vous allez me dire que votre pièce était déjà pile ou face avant que vous ne l'a regardiez. Mais non, la pièce était bien dans un état superposé et était à la fois pile et face, et ce jusqu'à ce que vous la mesuriez.

Un bit quantique, ou qbit, c'est donc un bit qui n'est pas 0 ou 1 mais 0 ET 1. En informatique "normal", pour traiter une opération avec 2 bits, on aura 4 états possible (00, 11, 01, 10) et donc 4 calculs à effectuer. En informatique quantique, les qbits (2) seront dans tous ces états à la fois et une seule opération sera nécessaire. Avec 10 bits, soit 1024 états différents (2ˆ10), un ordinateur quantique les traitera en même temps et sera 1000 fois plus rapide qu'un ordinateur "normal" (1024 fois pour être précis).

Pour comparer, un ordinateur de 64 bits sera 2ˆ64 (1, 844674407x10ˆ19) fois moins rapide qu'un ordinateur quantique. En fait pour n nombre de bits, un ordinateur quantique sera 2ˆn fois plus rapide qu'un ordinateur normal.


Les limites et pourquoi nous n'en posséderont pas chez nous (pour l'instant)

L'informatique quantique est limitée par son environnement, en effet, pour ne pas modifier la valeur des qbits par erreur, comme avec un transfert de chaleur, les ordinateurs quantiques sont par exemple refroidis à une température proche du zéro absolu, soit -273,15 degrés Celsius. Bref, de toute façon, ces superordinateurs ne sont pas encore destinés au grand public, nos bits classiques suffisent amplement quand il s'agit de jouer à des jeux vidéo, regarder des films et surfer sur le net !

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