L’ordinateur quantique est le gage d’avancées majeures pour le milieu de la recherche et du développement dans tous les secteurs. Sa puissance de calcul et ses propriétés font rêver. Que faut-il en comprendre et qu’est-ce qui le distingue d’un ordinateur classique ?
1. Son aspect
Si vous vous demandez à quoi ressemble un ordinateur quantique, imaginez-vous un curieux lustre sorti tout droit d’un film de science fiction.
Il est composé d’une structure enveloppante en or pur, qui abrite son processeur, une puce, sans mémoire, sans disque, qui requiert un environnement HPC (calcul haute performance) pour se connecter aux machines.
2. Le qubit pour unité de mesure
Dans l’informatique traditionnelle, qui repose sur un système binaire, on parlera de bits, qui correspondent à la plus petite unité d’information manipulable par une machine numérique. La lecture d’un bit donne 1 ou 0. On dit donc qu’elle est « déterministe ».
En quantique, le premier élément de base d’un ordinateur est le qubit, capable d’être simultanément dans les valeurs 0 et 1, et dans toutes les valeurs intermédiaires du spectre entre les deux. On passe donc du déterminisme au « probabilisme ».
À titre d’exemple, le modèle System Quantum One, qui sera exploité au Québec, peut supporter jusqu’à 127 qubits. Le dernier modèle de puce développé par IBM, IBM Osprey, en soutient quant à lui plus de 400.
3. Des calculs très complexes et la résolution de problèmes
Il serait possible, avec un ordinateur quantique, de stocker jusqu’à deux ou trois fois le nom de toutes les planètes qui existent dans l’univers, ce qu’un ordinateur classique d’aujourd’hui ne pourrait faire, mais aussi de résoudre des problèmes complexes.
Avec un instrument aussi puissant, on envisage notamment de faire de grandes découvertes par la modélisation moléculaire.
En médecine, on a l’ambition de modéliser, grâce aux ordinateurs quantiques, de nouvelles molécules pour trouver des remèdes efficaces contre des maladies aujourd’hui incurables. On pourra, par exemple, simuler le corps humain, chercher à voir ce qui se passe lorsqu’on manipule un traitement qui existe déjà pour le cancer du cerveau, et qu’on le modifie pour obtenir une variante afin de traiter un autre type de cancer, tel que celui de la prostate.
4. Ses limites
Pourtant, l’ordinateur quantique trouve aussi ses limites dans certains types de calculs. Pourquoi ? Parce que les qubits sont en fait des atomes, que l’on doit organiser d’une certaine manière pour réaliser des calculs complexes. Les atomes étant instables, il faut pas moins de sept réfrigérateurs pour les ralentir et maintenir le système à une température de -272 °C.
Ainsi, le taux d’erreur est actuellement couramment supérieur de plus de 1 % par opération de calcul, soit beaucoup plus important que dans les bits classiques. S’additionnant après chaque opération, ces erreurs faussent les calculs, et en rendent les résultats inexploitables.
Pour remédier à ce problème, on répète la même opération plusieurs fois avec l’ordinateur quantique, et on retient la réponse la plus récurrente (celle qui a la probabilité la plus élevée) comme étant la meilleure.
Pour plus de détails sur l’informatique quantique :
https://www.cscience.ca/2023/02/20/la-promesse-de-linformatique-quantique-ce-quil-faut-en-comprendre/
Crédit Image à la Une : Archives : Flickr/IBM
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