En termes simples, l’informatique quantique exploite la mécanique quantique (également appelée physique quantique), qui décrit les choses aux niveaux atomique et subatomique, pour augmenter considérablement la puissance et la vitesse de traitement des ordinateurs.
Pourquoi l’informatique quantique est-elle si importante ?
Il ne faut que quelques secondes à un ordinateur quantique pour accomplir des tâches qui demanderaient des millions d’années à un ordinateur standard. Ainsi, le principal avantage de l’informatique quantique réside dans l’accélération des processus de calcul. Autrement dit, elle rend l’informatique classique beaucoup plus puissante. Ce gain de performance pourrait permettre d’améliorer grandement la cybersécurité, l’expérience client et tout ce qui nécessite une grande puissance de calcul pour produire rapidement un certain résultat ou une certaine réponse.
L’informatique quantique revêt également une importance considérable pour l’avenir de l’Apprentissage machine et de l’Intelligence artificielle. Puisque les ordinateurs quantiques peuvent exécuter des scénarios infinis à un rythme incroyablement rapide, ils peuvent apprendre à devenir la meilleure version possible d’eux-mêmes pour la mission ou la tâche centrale qui leur a été confiée.
Comment fonctionnent les ordinateurs quantiques ?
Alors que les ordinateurs classiques utilisent des transistors avec deux états possibles (0 ou 1) pour traiter les informations, les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, qui permettent d’obtenir simultanément les valeurs 0 et 1. En associant plusieurs transistors, on n’augmente la puissance que de manière linéaire, mais en multipliant les bits quantiques, on augmente la puissance de calcul quantique de façon exponentielle. Le bit quantique, l’unité de base essentielle à l’information et aux ordinateurs quantiques, est donc très performant.
Cela dit, la meilleure façon d’appréhender la valeur de l’informatique quantique et son fonctionnement, en clair, est de penser à une pièce de monnaie. Toutes les pièces de monnaie ont deux côtés, ou valeurs : pile ou face. Cependant, lorsqu’on tire à pile ou face, la pièce passe un certain temps dans les airs à osciller entre les deux valeurs. Un ordinateur ordinaire ne peut lire que le côté pile ou le côté face et ne peut donc rien faire avec les informations fournies par la pièce lorsqu’elle tournoie dans les airs. Un ordinateur quantique, quant à lui, peut lire l’état de la pièce pendant la rotation comme une valeur en soi, à la fois pile et face.
Cela a des conséquences importantes. Imaginez par exemple un code PIN à quatre chiffres qui n’utiliserait que des 1 et des 0. Pour identifier ce code PIN, un ordinateur ordinaire, qui ne peut lire que des 1 et des 0, doit passer en revue tous les placements possibles pour chaque chiffre afin d’éliminer des possibilités et de trouver finalement la bonne combinaison. Mais un ordinateur quantique, qui peut faire se chevaucher des 1 et des 0 dans le même espace, peut passer en revue toutes les possibilités en une fois.
Limites et défis de l’informatique quantique
Depuis que le physicien Richard Feynman a proposé l’idée de l’informatique quantique il y a près de 40 ans, les informaticiens ont fait d’énormes progrès pour déterminer les problèmes qu’elle pourrait aider à résoudre. Toutefois, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que l’informatique quantique ne soit suffisamment comprise et développée pour être réellement appliquée aux cas d’utilisation mentionnés précédemment, la cybersécurité et l’Apprentissage machine.
En outre, même pour des tâches plus simples comme jouer aux échecs, planifier les vols des compagnies aériennes ou démontrer des théorèmes, les ordinateurs quantiques, du moins dans leur état actuel, souffriraient des mêmes limitations algorithmiques que les ordinateurs classiques.
Ces limites s’ajoutent aux difficultés pratiques liées à la construction d’ordinateurs quantiques, telles que la décohérence (interaction indésirable entre un ordinateur quantique et son environnement qui est source d’erreurs).
Néanmoins, l’informatique quantique est sans aucun doute un domaine d’avenir, une capacité que nombre des meilleurs informaticiens du monde développent avec diligence afin que notre monde puisse bénéficier d’un énorme bond en avant dans la puissance de traitement des ordinateurs. Il ne s’agit plus de savoir « pourquoi » et « comment », mais « quand » nous y parviendrons.
