Dans l’ombre de l’intelligence artificielle, une autre révolution s’opère actuellement dans le domaine de l’informatique : c’est l’ordinateur quantique. Théorisé par Richard Feynman en 1981 et formalisé par David Deutsch, il devient de plus en plus réel. Microsoft espère même lancer les premières livraisons dès 2025. Mais depuis que l’on en parle, le public n’a presque jamais vu un seul échantillon et à quoi il ressemble en réalité. En effet, ces ordinateurs ne sont pas des objets amovibles que l’on pourrait exhiber à la vue de tous. Il existe de grandes différences entre les ordinateurs quantiques et les ordinateurs classiques.
Sommaire :
La structure
Nous savons que l’ordinateur classique est composé de deux parties : une partie matérielle et une partie logicielle avec système d’exploitation. On accède à ce dernier au moyen d’un écran et d’un clavier à travers lequel l’on envoie des instructions à l’ordinateur. Dans le cadre de l’ordinateur quantique, les choses ne sont pas vraiment ainsi, en tout cas, pas pour le moment. Les ordinateurs quantiques ne disposent pas d’écran, ni de systèmes d’exploitation classiques que sont Windows et Linux.
Pour l’instant, ces ordinateurs sont utilisés à travers des environnements logiciels dédiés qui permettent de programmer et de simuler des algorithmes quantiques. C’est le cas d’IBM Quantum Expérience et de Google Cirq. Le premier utilise un framework appelé Qiskit basé sur Python. Vous pouvez accéder au site d’IBM et apprendre comment il fonctionne et même écrire un petit programme pour effectuer des calculs quantiques. Le tout depuis votre ordinateur classique.
Le matériel
Pour le moment, tout l’ordinateur quantique est comme une unité centrale seulement. Mais au contraire de l’ordinateur classique composé de circuits électroniques standards et de transistors, l’ordinateur quantique repose sur des technologies avancées et complexes. Il est composé de photons, de pièges à ions et des circuits supraconducteurs. En raison de ces supraconducteurs, il n’est pas encore possible de voir un ordinateur quantique dans un sac à dos ou même dans chaque maison. Ce sont tous ces éléments qui font la différence majeure entre les deux types d’ordinateurs.
La robustesse
De massives machines au départ, les ordinateurs classiques deviennent de plus en plus petits, grâce à la miniaturisation des composants. Aujourd’hui, presque tout le monde dispose d’un ordinateur (en tant que smartphone), mais aussi sous forme de PC et de serveurs. Ils sont bien développés et leur robustesse est de plus en plus renforcée.
Pour ce qui est des ordinateurs quantiques, on est loin de cela. Pour le moment, ils sont encore volumineux, très fragiles et en phase expérimentale. Leur fonctionnement est toujours sujet à des erreurs et il faut des conditions très spécifiques pour qu’ils donnent des résultats escomptés. En raison de la supraconductivité qu’ils utilisent, la température dans la salle où ils se trouvent doit être vraiment basse : proche du 0 absolu.
Représentation de l’information
Lorsque je tape la phrase « Bienvenue sur Portices » sur un ordinateur classique, dans sa mémoire, voici ce qui est représenté : « 01000010 01101001 01100101 01101110 01110110 01100101 01101110 01110101 01100101 00100000 01110011 01110101 01110010 00100000 01010000 01101111 01110010 01110100 01101001 01100011 01100101 01110011 ». Ce sont des bits. C’est l’unité de base utilisée par lui pour représenter l’information. Il ne peut prendre que deux valeurs : 0 ou 1.
En revanche, l’ordinateur quantique utilise ce que l’on appelle des qubits (bits quantiques). La différence avec les bits classiques, c’est qu’ils peuvent prendre trois valeurs ; 0, 1 ou 0 et 1 à la fois. Ce dernier état est possible grâce à ce que l’on appelle la superposition. Un peu comme si l’eau était à la fois chaude et froide.
Traitement de l’information
Nous savons tous qu’un ordinateur est un système de traitement de l’information. Dans le cas des ordinateurs classiques, ils traitent ces informations rapidement (selon la complexité) de manière séquentielle, c’est-à-dire l’une après l’autre, sans sauter : en quittant A, ils doivent passer toutes les lettres et vérifier leur instruction avant d’arriver à Z. Mais dans le cas de l’ordinateur quantique, grâce à la superposition et à l’intrication (deux qubits peuvent rester interconnectés, qu’importe leur distance), toutes les 26 lettres peuvent être parcourues simultanément. Ceci offre une vitesse de calcul beaucoup plus démentiel pour les ordinateurs quantiques que les ordinateurs classiques qui dépendent des processeurs et autres matériels.
Leur utilité
Les ordinateurs classiques s’intègrent déjà parfaitement à notre quotidien où on les utilise pour tâches courantes telles que le traitement de texte, l’édition de photos et de vidéos, les jeux vidéo, les calculs relativement complexes, la création de programmes dans divers secteurs, etc. Mais avec les ordinateurs quantiques, nous pourrons faire des choses plus incroyables qui nécessitent de grandes puissances de calcul. C’est notamment le cas de l’intelligence artificielle, la cryptographie, la simulation de molécules pour la création de nouveaux médicaments, le big data, etc.
Leur utilité et leur contexte d’utilisation font qu’ils sont pour le moment réservés aux centres de recherches et laboratoires. Un particulier ne pourrait pas l’acheter, car cela n’aura pas une grande utilité pour lui. L’ordinateur classique suffit pour le moment.
