L'avenir de l'informatique : le développement des ordinateurs quantiques ?

La France a annoncé, il y a quelques semaines, la mise en place de crédits pour accélérer le développement d’ordinateurs quantiques. Qu’ont-ils donc de particulier ? Et en quoi sont-ils importants ?

Nos ordinateurs, téléphones, tablettes, écrans, véhicules, machines et la quasi-totalité des appareils que nous utilisons sont des machines numériques. Cela veut dire qu’ils transforment l’information qu’ils reçoivent en suites de 0 et de 1 pour l’utiliser. Pourquoi des 0 et des 1 ? Car ce type de données est traité de manière très simple par les composants électroniques, appelés transistors, que l’on peut miniaturiser énormément pour créer des processeurs1. Cela permet de traiter toujours plus d’informations dans des espaces très réduits : la puissance d’un de nos téléphones aurait nécessité des machines énormes il y a quelques dizaines d’années.

Néanmoins, la miniaturisation des processeurs est de plus en plus complexe. Et même en augmentant toujours le nombre de processeurs, on sait que certains calculs de physique, par exemple, prendraient des milliers d’années pour être résolus ! Il faut donc de nouveaux moyens pour les résoudre.

L’ordinateur quantique repense le numérique : au lieu de travailler juste avec des 0 ou des 1, ils utilisent d’autres propriétés de la matière pour stocker ou traiter davantage de données. Ces propriétés sont basées sur la physique quantique, selon laquelle une particule, à un moment donné, peut être dans plusieurs états différents. Comme si une pièce pouvait être à la fois du côté pile et à la fois du côté face.

Le principe est déjà assez difficile à cerner, mais la mise en œuvre est encore plus compliquée : pour utiliser ces propriétés de la matière, il faut la refroidir à l’extrême et être capable d’observer très finement des particules minuscules. On utilise pour cela des ondes électromagnétiques... Cette complexité fait que les premiers ordinateurs quantiques, construits par de grandes sociétés comme IBM ou Google, occupent des bâtiments entiers !

Cette technologie n’en est qu’à ses débuts. Mais elle permettra dans les années qui viennent de mieux expliquer certaines interactions chimiques, de mieux sécuriser les communications, d’accélérer certaines tâches de reconnaissance d’image, de résoudre des problèmes physiques que les ordinateurs actuels prennent trop de temps à résoudre… Les possibilités sont nombreuses et le pays qui arrivera à prendre de l’avance dans cette technologie détiendra un sérieux avantage pour la recherche scientifique comme pour d’autres applications.

1. Composant électronique exécutant les opérations de base dans un appareil numérique.
C’est en quelque sorte le « cerveau » de la machine

Malo du Bretoux

Actuailes n°129 - 24 mars 2021