« Ordinateur quantique » : peut-être avez-vous entendu parler de ce terme, sans toutefois connaître sa signification. En effet, de nombreux constructeurs cherchent à fabriquer cet ordinateur d’un genre nouveau, à la puissance de calcul nettement plus rapide. Qu’est-ce que l’ordinateur quantique, en quoi est-il différent et pourrait-il constituer l’avenir de l’informatique ? Réponses et décryptage.
Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ?
Malgré son nom qui semble tout droit sorti d’un ouvrage de science-fiction, l’ordinateur quantique a l’apparence d’un ordinateur de bureau « ordinaire ». Mais il repose sur une méthode de calcul de l’information différente – et nettement plus rapide – que les PC auxquels nous sommes habitués.
En théorie, l’ordinateur quantique offre donc une puissance et une vitesse de traitement infiniment supérieures à celles permises par l’informatique classique. C’est pourquoi de nombreux constructeurs travaillent activement à sa conception depuis plusieurs années. En pratique, toutefois, la fabrication et l’exécution d’un ordinateur quantique s’avèrent extrêmement complexes et énergivores, ce qui explique que la recherche sur le sujet n’en soit encore qu’à ses débuts.
En quoi l’ordinateur quantique est-il différent d’un ordinateur « normal » ?
Ce qui rend l’ordinateur quantique unique, c’est donc cette méthode de calcul qui repose sur les lois de la physique quantique, c’est-à-dire la science qui touche aux propriétés de l’infiniment petit. L’unité centrale d’un ordinateur ordinaire opère ses calculs à partir de blocs d’informations binaires, appelés « bits », qui correspondent chacun à des valeurs comprises entre 0 et 1.
L’ordinateur quantique, quant à lui, s’appuie sur des « qubits ». Ces unités de valeur plus complexes stockent non pas une donnée, mais une superposition de données correspondant à la fois à 0 et à 1 (ainsi qu’aux valeurs comprises entre les deux).
Schématiquement, l’ordinateur quantique est donc capable de calculer simultanément une information et son contraire, là où un ordinateur classique doit recommencer le calcul dès le début dès lors qu’une valeur se trouve modifiée dans la chaîne.
L’ordinateur quantique envisage donc tous les chemins possibles en un seul calcul, tandis que l’ordinateur ordinaire ne peut emprunter qu’un chemin unique à chaque fois. Cela offre à l’ordinateur quantique l’avantage d’une capacité d’anticipation des calculs largement supérieure, et donc une rapidité de traitement absolument inédite.
Quels sont les avantages de l’ordinateur quantique ?
Si les constructeurs et scientifiques du monde entier cherchent à inventer l’ordinateur quantique, ce n’est pas par hasard. L’impact de l’ordinateur quantique pourrait être comparable à celui qu’a eu l’informatique « classique » sur notre quotidien depuis le milieu du XXe siècle. Une telle technologie, offrant une telle rapidité de traitement, permettrait de calculer beaucoup plus rapidement des volumes de données très importants, à une heure où la « data » devient de plus en plus présente dans notre quotidien.
L’ordinateur quantique pourrait également faire avancer le domaine de l’industrie, en permettant de calculer avec une précision infinitésimale la production de matériaux complexes, sinon totalement inédits. De même, l’informatique quantique faciliterait l’exécution d’algorithmes très complexes, actuellement impossibles à calculer à l’aide nos ordinateurs classiques. Dans de nombreux domaines scientifiques et industriels, il existe donc un vrai champ des possibles qui ne demande qu’à être exploré. Toutefois, la réalité de la recherche sur le sujet révèle que ce potentiel est très difficile à exploiter.
Quelles sont les perspectives pour l’ordinateur quantique ?
Si nous sommes encore bien loin du jour où nous transporterons un ordinateur portable quantique dans notre sacoche, la recherche sur l’ordinateur quantique est un rêve de longue date des industriels de l’informatique. À ce jour, le principal frein se trouve dans l’immense complexité qu’impliquent l’observation et la manipulation de la physique quantique. En effet, le matériel requis à l’exploitation des qubits est à la fois complexe et encombrant, en plus de solliciter de grandes ressources financières et énergétiques.
Toutefois, IBM a d’ores et déjà conçu plusieurs modèles de « petits » ordinateurs quantiques, tandis que Google utilise également quelques prototypes en interne, pour l’élaboration de ses propres algorithmes. Les choses avancent donc lentement, mais sûrement. Alors, arrivera-t-il un jour où nous aurons tous un ordinateur quantique à la maison ?
Ou cette technologie demeurera-t-elle à l’état d’expérimentation chez les chercheurs et constructeurs ? Si l’avenir reste incertain pour l’informatique quantique, les possibilités permises par une telle technologie conduisent à penser que les recherches sur le sujet ne sont pas près de s’arrêter.
