Nous utiliserons des ordinateurs quantiques plus tôt qu’on ne le pense
Les ordinateurs étaient autrefois considérés comme une technologie de pointe, accessible uniquement aux scientifiques et aux professionnels formés.
Mais il y a eu un changement sismique dans l’histoire de l’informatique au cours de la seconde moitié des années 1970. Ce n’est pas seulement que les machines sont devenues beaucoup plus petites et plus puissantes – bien que, bien sûr, elles l’aient fait. C’était le changement de qui utiliserait les ordinateurs et où : Elles sont devenues accessibles à tout le monde pour être utilisées dans leur propre maison.
Aujourd’hui, l’informatique quantique en est à ses débuts. L’informatique quantique intègre certains des concepts les plus bouleversants de la physique du XXe siècle. Aux États-Unis, Google, IBM et la NASA expérimentent et construisent les premiers ordinateurs quantiques. La Chine investit également massivement dans la technologie quantique.
En tant qu’auteur de “L’informatique quantique pour tous“, je crois qu’il y aura une évolution analogue vers l’informatique quantique, où les passionnés pourront jouer avec des ordinateurs quantiques à la maison. Ce changement se produira beaucoup plus tôt que la plupart des gens ne le pensent.
L’essor des ordinateurs personnels
Les premiers ordinateurs modernes ont été construits dans les années 1950. Ils étaient grands, souvent peu fiables et, selon les normes actuelles, pas particulièrement puissants. Ils ont été conçus pour résoudre de gros problèmes, comme le développement de la première bombe à hydrogène. Il y avait un consensus général sur le fait que c’était le genre de choses pour lesquelles les ordinateurs étaient bons et que le monde n’en aurait pas besoin de beaucoup.
Bien sûr, ce point de vue s’est avéré totalement erroné.
En 1964, John Kemeny et Thomas Kurtz ont écrit le langage BASIC. Leur but était de concevoir un langage de programmation simple, facile à apprendre et permettant à tous de programmer. Par conséquent, la programmation ne s’adressait plus uniquement aux scientifiques hautement qualifiés. N’importe qui peut maintenant apprendre à programmer s’il le souhaite.
Cette évolution de l’informatique s’est poursuivie lorsque les premiers ordinateurs domestiques sont apparus à la fin des années 1970. Les amateurs peuvent maintenant acheter leur propre ordinateur et le programmer à la maison. Les parents et les enfants pourraient apprendre ensemble. Ces premiers ordinateurs n’étaient pas très puissants et il y avait un nombre limité de choses que vous pouviez faire avec eux, mais ils ont eu un accueil extrêmement enthousiaste.
Au fur et à mesure que les gens jouaient avec leurs machines, ils ont réalisé qu’ils voulaient plus de fonctionnalités et plus de puissance. Les fondateurs de Microsoft et d’Apple ont compris que l’ordinateur personnel avait un bel avenir.
Presque tous les Américains possèdent maintenant un ordinateur portable, une tablette ou un smartphone – ou les trois. Ils passent beaucoup de temps sur les médias sociaux, le commerce électronique et la recherche sur Internet.
Aucune de ces activités n’existait dans les années 1950. Personne à l’époque ne savait qu’ils les voulaient ou qu’ils en avaient besoin. C’est la disponibilité d’un nouvel outil, l’ordinateur, qui a mené à leur développement.
Entrez dans le quantique
Le calcul classique, le type de calcul qui alimente l’ordinateur dans votre maison, est basé sur la façon dont les humains calculent. Aujourd’hui, nos ordinateurs utilisent des bits parce qu’ils sont faciles à mettre en œuvre avec des commutateurs qui sont soit en position marche, soit en position arrêt.
Le calcul quantique est basé sur la façon dont l’Univers calcule. Il contient tout l’informatique classique, mais intègre également quelques nouveaux concepts issus de la physique quantique.
Au lieu des bits du calcul classique, l’informatique quantique utilise des qubits. Cependant, le résultat d’un calcul quantique est exactement le même que celui d’un calcul classique : un certain nombre de bits.
La différence est que, pendant le calcul, l’ordinateur peut manipuler les qubits de plus de façons qu’avec les bits. Il peut mettre les qubits dans une superposition d’états et les enchevêtrer.
La superposition et l’enchevêtrement sont des concepts de la mécanique quantique que la plupart des gens ne connaissent pas. La superposition signifie approximativement qu’un qubit peut être dans un mélange de 0 et de 1, et l’enchevêtrement indique une corrélation entre les qubits. Quand on mesure l’un des qubits d’une paire de qubits enchevêtrés, cela montre immédiatement quelle valeur vous obtiendrez lorsque vous mesurerez son partenaire. C’est ce qu’Einstein appelait “l’action fantôme à distance“.
Les mathématiques nécessaires à une description complète de la mécanique quantique sont intimidantes, et cette formation est nécessaire pour concevoir et construire un ordinateur quantique. Mais les mathématiques nécessaires pour comprendre l’informatique quantique et pour commencer à concevoir des circuits quantiques sont beaucoup moins nombreuses : L’algèbre du secondaire est essentiellement la seule exigence.
L’informatique quantique et vous
Les ordinateurs quantiques ne font que commencer à être construits. Il s’agit de grosses machines peu fiables et pas encore très puissantes.
À quoi serviront-elles ? L’informatique quantique a d’importantes applications en cryptographie. En 1994, le mathématicien Peter Shor, du MIT, a montré que, si des ordinateurs quantiques pouvaient être construits, ils seraient capables de casser les méthodes actuelles de cryptage d’Internet. Cela a stimulé la construction de nouvelles méthodes de chiffrement des données qui peuvent résister aux attaques quantiques, lançant ainsi l’ère de la cryptographie post-quantique.
Il semble également que l’informatique quantique aura probablement un impact important sur la chimie. Il y a certaines réactions que les ordinateurs classiques ont du mal à simuler. Les chimistes espèrent que les ordinateurs quantiques seront efficaces pour modéliser ces phénomènes quantiques.
Mais je ne pense pas qu’il soit logique de spéculer sur ce que la plupart des gens feront avec les ordinateurs quantiques dans 50 ans. Il peut être plus logique de se demander quand l’informatique quantique deviendra quelque chose que n’importe qui peut utiliser depuis son domicile.
La réponse est que c’est déjà possible. En 2016, IBM a ajouté un petit ordinateur quantique au cloud. Toute personne disposant d’une connexion Internet peut concevoir et exploiter ses propres circuits quantiques sur cet ordinateur. Un circuit quantique est une séquence d’étapes de base qui effectue un calcul quantique.
Non seulement l’ordinateur quantique d’IBM est libre d’utilisation, mais cet ordinateur quantique a une interface graphique simple. C’est une petite machine pas très puissante, un peu comme les premiers ordinateurs personnels, mais les amateurs peuvent commencer à jouer. Le changement a commencé.
Les humains entrent dans une ère où il est facile d’apprendre et d’expérimenter avec l’informatique quantique. Comme pour les premiers ordinateurs domestiques, il n’est peut-être pas clair qu’il y a des problèmes à résoudre avec les ordinateurs quantiques, mais au fur et à mesure que les gens jouent, je pense qu’il est probable qu’ils trouveront qu’ils ont besoin de plus de puissance et de fonctionnalités. Cela ouvrira la voie à de nouvelles applications que nous n’avons pas encore imaginées.
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Source : The Conversation – Traduit par Anguille sous roche
