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Le quantique entre dans l'ère industrielle

Juliette Raynal

La course à l'informatique quantique est lancée. Google, Intel, Microsoft, IBM... Tous les géants du Web accélèrent leurs recherches. En ligne de mire : la création d'un ordinateur quantique universel, capable d'exécuter toutes sortes de programmes. Le principal enjeu consiste à réussir le passage à l'échelle. D'ici là, d'autres applications intermédiaires pourraient voir le jour autour des opérations de simulation et de problèmes d'optimisation.

Une formidable rapidité. Dans une étude publiée en décembre dernier, Google a affirmé que la machine quantique du canadien D-Wave, dont il a fait l'acquisition en 2013, était capable d'effectuer un calcul 100 millions de fois plus vite qu'un ordinateur classique. Si ce record de vitesse a été largement relayé dans la presse, les résultats de cette étude comparative restent contestés par la communauté scientifique : « Google a démontré que, pour un type de problème très particulier, la machine D-Wave était 100 millions de fois plus rapide qu'un ordinateur classique, non optimisé pour ce type de problème. Mais, il n'y a pas eu de démonstration d'une vraie accélération quantique, le fameux quantum speed-up », indique Philippe Grangier, directeur de recherche au CNRS et responsable du groupe optique quantique à l'Institut d'optique de Palaiseau.

Il n'en reste pas moins que cette publication n'a fait qu'accélérer la compétition que se livrent les géants du Web dans cette discipline. Contrairement à l'informatique classique, l'informatique quantique ne repose pas sur les traditionnels bits (dont la valeur logique est 1 ou 0), mais sur des bits quantiques, appelés qubits. Ces qubits sont des objets physiques. Cela peut être un photon, un atome, un ion ou encore des circuits supraconducteurs pour ne citer que quelques exemples. Tous ont un comportement quantique, c'est-à-dire qu'ils peuvent être dans ce que l'on appelle une superposition de l'état 0 et de l'état 1.

C'est cette particularité qui permet de booster significativement la puissance de calcul par rapport à l'informatique traditionnelle. « Cet avantage exponentiel se manifeste lorsque le nombre de qubits devient grand », indique le directeur de recherche. Ainsi, si deux qubits peuvent se positionner dans quatre états d'information à la fois, trois qubits peuvent potentiellement encoder huit états, et 50 qubits 250 états (2 puissance 50), soit plus d'un million de milliards d'états. Plutôt que de parcourir ces états un par un, ce que ferait un ordinateur classique, un ordinateur quantique peut les manipuler tous simultanément - toujours grâce aux superpositions quantiques. La possibilité d'encodage devient exponentiellement plus puissante.

Ces perspectives, couplées aux récentes avancées significatives effectuées dans le domaine, séduisent les industriels. Désormais, tous les géants de l'informatique investissent ce nouveau terrain de jeu. Outre l'achat[…]

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