Longtemps resté une simple idée de physicien, l’ordinateur quantique, qui promet de révolutionner le calcul, devient une réalité de plus en plus tangible. Dans quelques années, les premières machines capables de surpasser les ordinateurs classiques devraient faire leur apparition.
Mots-clés ordinateur quantique, intrication, superposition, Calcul, décohérence, Algorithmes, qubit
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Auteur Julien Bourdet
né en 1980, journaliste scientifique indépendant. A notamment travaillé pour Le Figaro et pour le magazine d’astronomie Ciel et Espace. Il collabore également régulièrement avec le magazine La Recherche.

Imaginé au début des années 1980 par le Prix Nobel de physique Richard Feynman, le concept d’un tel ordinateur devient aujourd’hui de plus en plus une réalité. « Nous vivons actuellement une époque charnière où les industriels, comme Google ou IBM, s'emparent du sujet qui était resté jusqu’ici l’apanage des laboratoires de recherche et cela promet de nous faire passer des caps technologiques majeurs », se réjouit Tristan Meunier, de l’Institut Néel1. Même son de cloche pour Eleni Diamanti, du Laboratoire d’informatique de Paris 62. « Dans les prochaines années, on disposera d’ordinateurs quantiques suffisamment performants pour battre nos ordinateurs traditionnels sur certains problèmes. »
La puissance de la superposition et de l’intrication
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La vitesse de calcul des algorithmes quantiques
... en 1994, le mathématicien américain Peter Shor, du MIT, présente un algorithme avec lequel il serait possible de factoriser n’importe quel nombre, c'est-à-dire le décomposer en un produit de nombres premiers, en un temps record. ... en 1997, Lov Grover, des laboratoires Bell, démontre avec son algorithme qu’un ordinateur quantique pourrait considérablement augmenter l’efficacité des algorithmes classiques utilisés pour la recherche d’informations sur une base de données. ...
L’accumulation de qubits
... en 2003, Rainer Blatt, de l’université d’Innsbruck, en Autriche, a réalisé la première porte logique à deux qubits en utilisant des ions calcium, un dispositif clé pour pouvoir effectuer des opérations en couplant les qubits entre eux. ... la plus belle prouesse calculatoire, elle a été accomplie en 2012 par une équipe de l’université de Bristol, en Angleterre, qui est parvenue à factoriser 21, soit à montrer que ce nombre se décompose en 3 fois 7, grâce à un dispositif photonique. Certes la performance est modeste, mais elle représente une démonstration de principe de l’algorithme de Shor, dont la puissance devrait se révéler pour des nombres beaucoup plus grands. ... « pour être performant et présenter un intérêt, un ordinateur quantique devra comporter un grand nombre de qubits. Pour les problèmes de factorisation par exemple, il faudra en coupler un millier, au bas mot », précise Simon Perdrix, du Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications3.
Le frein de la décohérence
... « Pour qu’un ordinateur quantique fonctionne, il faut que ses qubits conservent leurs propriétés quantiques le temps du calcul. Or, du fait des interactions avec l’environnement (champ magnétique, lumière, agitation thermique...), tout pousse un système quantique à perdre ses propriétés. Et cela est d’autant plus vrai que le système contient de qubits », explique Sébastien Tanzilli, de l’Institut de physique de Nice4 et qui représente la France au sein du Quantum Community Network, le comité chargé de piloter l’initiative européenne Quantum Technologies Flagship. ... Actuellement, le record du nombre de qubits intriqués est de 20. ...
Des implémentations prometteuses
... les ions piégés ... les circuits supraconducteurs ... les spins d’électrons dans le silicium ...
L’indispensable correction d’erreur
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Ndlr: semble bien fragile... suivre ACT