Pour créer un ordinateur quantique, il nous faut utiliser notre compréhension classique afin d'établir et de contrôler un système quantique. Et ce n'est pas chose facile. Nous utilisons des signaux et des objets classiques et tentons de « donner vie » au comportement quantique dans ces matériaux.
Un ordinateur quantique est l'équivalent d'un ordinateur classique, sauf que ses calculs sont effectués à l'échelle atomique. Il se base sur les lois de la physique quantique, qui s'intéresse au comportement de la matière et de la lumière au niveau microscopique.
La start-up française Pasqal, installée à Massy (Essonne), développe un processeur quantique capable d'accélérer les calculs des ordinateurs d'aujourd'hui. Après avoir vu le jour en 2019, Pasqal compte déjà 70 salariés.
Un calculateur quantique (quantum computer en anglais, parfois traduit par processeur quantique, ordinateur quantique ou système informatique quantique) utilise les propriétés quantiques de la matière, telles que la superposition et l'intrication afin d'effectuer des opérations sur des données.
Il se nomme Quantum System One et a coûté 40 millions d'euros. Conçu en 2019, l'ordinateur Quantum System One est piloté par un processeur Falcon avec une vitesse pouvant atteindre 27 qubits. Un terme que vous n'avez jamais croisé, c'est le bit quantique.
Le qubit à ions piégés correspond à des orientations magnétiques d'ions, généralement de calcium, maintenus sous vide. Il fonctionne lui aussi à très basse température. Un laser sert à la mesure et exploite le phénomène de fluorescence des ions excités par le laser.
L'une des solutions pour créer un qubit consiste à élaborer un "point quantique" qui est fondamentalement un électron piégé dans une cage d'atomes, performance technique qui est aujourd'hui accessible aux laboratoires de Bell ou d'IBM par exemple qui peuvent manipuler des atomes individuellement.
La décohérence en est l'obstacle majeur : l'ordinateur quantique, pour calculer de manière bien plus rapide et efficace qu'un ordinateur classique, va utiliser la superposition et l'intrication d'états qui sont beaucoup plus sensibles à l'environnement que les états classiques.
théorie physique qui traite du comportement des objets physiques au niveau microscopique [atome, noyau, particules].
IBM a présenté sa feuille de route pour atteindre de nouveaux sommets dans l'informatique quantique. Le géant américain veut développer des machines dotées d'une puissance de calcul comprise entre 10 000 et 100 000 qubits après 2026.
Le système mis au point par IBM
Le réfrigérateur Goldeneye fait partie de ce qu'on appelle des réfrigérateurs à dilution. Ces derniers utilisent un mélange d'hélium-3 et d'hélium-4 pour refroidir leur contenu à une température de l'ordre du milli-Kelvin, c'est-à-dire à des millièmes de degré au-dessus du zéro absolu.
Quand il évoque l'Internet quantique, le physicien Ronald Hanson décrit un univers où les communications seraient « ultrasécurisées », et l'ordinateur quantique accessible dans le nuage avec une confidentialité de nos données garantie par les lois naturelles de la physique, un réseau de capteurs hypersensibles... .
Les ordinateurs quantiques ont maintenant un plan en No Man's Sky, et grâce à la mise à jour de Prisms en juin 2021, le plan peut être acheté au Space Anomaly Synthesis Laboratory pour 250 Nanites.
Depuis deux ans, Meta (Facebook) met au point un superordinateur dont la puissance de calcul atteindra, à terme, quelque 5 exaflops. Pour comparaison, l'actuel supercalculateur le plus rapide du monde se trouve au Japon, s'appelle Fugaku, et est doté d'une puissance de 0,4 exaflops.
La mécanique quantique décrit le nuage électronique sous la forme d'orbitales dont la forme reflète la probabilité de présence de chaque électron dans l'espace. Cette description sous forme d'orbitales permet de décrire et comprendre la façon dont les atomes se rassemblent pour constituer molécules ou solides.
1982 : L'hypothèse de réaliser un ordinateur quantique est soulevé pour la première fois par Richard Feynman.
Nous pensons ici en particulier à la notion de potentialité qu'on retrouve chez l'un des pères fondateurs de la physique quantique, Werner Heisenberg.
La physique quantique est une théorie physique par laquelle l'esprit influence la matière qui est faite d'électrons. Tout ce qui vous entoure est en fait constitué d'électrons qui sont à l'arrêt, une énergie ralentie qui vous donne l'impression qu'il s'agit d'une masse inerte.
Est-ce qu'il existe des ordinateurs quantiques ? Oui, mais aujourd'hui ce sont surtout des prototypes de “petits” ordinateurs quantiques qui disposent de maximum cinquante qbits. En règle générale, pour l'instant les ordinateurs classiques restent plus efficaces.
L'objet quantique, c'est d'abord tout élément de la structure microscopique de la matière et du rayonnement : atomes, électrons, photons, etc. Et on peut dire que notre monde est quantique parce que la théorie des quanta nous a fourni plus de clés sur la structure de la matière que tout le reste de la science.
Les algorithmes quantiques sont des applications pratiques de l'algèbre linéaire, cette branche des mathématiques qui gère des espaces vectoriels et des transformations linéaires à base de matrices. Elles sont appliquées dans des espaces à deux dimensions, les vecteurs qui définissent les états de qubits.
Les ordinateurs quantiques sont sur le point de transformer votre façon de travailler dans le secteur de la recherche. Les ordinateurs classiques s'enlisent à essayer de modéliser des systèmes naturels, notamment des réactions chimiques et le repliement des protéines.
Un ordinateur quantique est l'équivalent des ordinateurs classiques mais qui effectuerait ses calculs en utilisant directement les lois de la physique quantique et, à la base, celle dite de superposition des états quantiques.
Circuit de la composition et des états intriqués
Les portes CNOT, Ising et Toffoli sont des exemples de portes qui agissent sur les états construit de plusieurs qubits.