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Des ordinateurs quantiques pour demain?

Par Tristan Geoffroy – le dans Actualités
Il est de ces technologies qui font rêver depuis des années. L'informatique quantique est l'une d'entre elle, offrant des ordinateurs capables d'aller théoriquement des millions de fois plus rapidement que nos PC actuels.

C’est depuis 1980 que Yuri Ivanovitch Manin, un mathématicien russe, a introduit pour la première fois la notion d’informatique quantique et permit d’offrir aux chercheurs un nouveau Saint Graal à atteindre au-delà de l’informatique numérique. Le principal obstacle à l’évolution de cette technologie est de maintenir l’état quantique dans lequel l’ordinateur est capable de fonctionner.

Cette technologie impose de maintenir l’état quantique pour atteindre de telles capacités de calcul, le problème étant que cet état ne peut-être atteint qu’en plaçant l’ordinateur en dessous du zéro absolu soit -273,15 °C.

Mais qu’est-ce que l’état quantique?

Dans l’état quantique, l’ordinateur ne calcule plus avec des zéros et des uns, mais avec des variables qui peuvent être des zéros ou des uns. En effet, l’informatique traditionnelle stocke les données en langage binaire, alors qu’en informatique quantique, les données appelées qubits (quantum bits of information) peuvent être des zéros ou des uns au même moment, augmentant ainsi considérablement la puissance de calcul.

Malheureusement, cette technologie impose de maintenir l’état quantique pour atteindre de telles capacités de calcul, le problème étant que cet état ne peut-être atteint qu’en plaçant l’ordinateur en dessous du zéro absolu, soit -273,15 °C. Comme on peut s’en douter, il n’est guère évident de maintenir de telles températures avec un système simple, peu onéreux et peu encombrant pour une longue période de temps.

Un record du monde pulvérisé

Le précédent record avait été établi en faisant fonctionner l’ordinateur à une température plus accessible de 25 °C durant à peine plus de 2 secondes. Mais ce record vient de tomber et de belle façon par des recherches anglo-canadiennes. Une équipe de chercheurs de l’Université d’Oxford menée par Stephanie Simmons a rapporté au magazine Science la réussite d’une expérience mise en place sous la supervision de Mike Thewalt et de ses collègues de l’Université Simon Fraser du Canada. Ils ont réussi à stabiliser l’état quantique nécessaire au fonctionnement de l’ordinateur durant plus de 39 minutes à une température normale d’une pièce soit environ 25 °C.

Dans cette expérience, les scientifiques ont stockés de l’information sur un atome de phosphore attaché à du silicone à une température proche du zéro absolu. Puis, ils ont ensuite placé le silicone dans un champ magnétique créant ainsi un état de superposition permettant au qubits d’exister dans de multiples états simultanément sous forme de 1 ou de 0. Enfin, les chercheurs ont monté la température de la pièce à 25 °C, température à laquelle l’état quantique a été conservé durant 39 minutes.

Pour échanger, mieux vaut ne pas être gelé

Malheureusement, le défi de faire fonctionner un ordinateur quantique à cette température est loin d’être relevé. Effectivement, afin qu’un ordinateur puisse effectuer des opérations quantiques, il faut que l’on puisse contrôler les qubits, leurs échanges et surtout qu’ils puissent changer d’état afin de faire des calculs. Les atomes de phosphore dans cette opération étant tous placés dans le même état, le calcul est donc impossible. Il ne reste plus qu’à trouver désormais comment contrôler leur état afin d’obtenir l’ordinateur quantique tant rêvé.

De longues années de recherche seront encore nécessaires pour en arriver là. Heureusement pour les créateurs de systèmes d’encryptions et de codage car, avec un ordinateur quantique, le code le plus complexe de la planète serait cracké en à peine quelques secondes alors que cela prendrait des siècles à l’heure actuelle!

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Tristan Geoffroy

Né à Marseille dans le sud de la France, Tristan est venu s'installer à Montréal en 1992 afin d'y continuer ses études en Tourisme, avant de se consacrer à sa plus vieille passion : les ordinateurs et les jeux vidéo. Il est notamment connu au Québec pour avoir été coanimateur, chroniqueur et recherchiste à l’émission M. Net.