Une technologie quasi mystique
Vaste et complexe sujet qu’est l’informatique quantique, qui frôle parfois avec la magie ! Mais en pratique c’est juste de la physique, et c’est pour ça qu’on va s’y interesser dans cet article et les suivants, afin de démystifier cette technologie trop souvent mal comprise et fantasmée !
Le terrain de jeu de l’infiniment petit
En science, on distingue, grosso modo, deux champs de la physique :
- La physique “classique”, qui régit notre vie de tous les jours : l’attraction des corps celestes entre eux, le temps de freinage d’une voiture sur une route mouillée, ou encore la question de savoir pourquoi on ne peut pas traverser les murs comme des fantômes.
- La physique quantique, qui régit le monde de l’infiniment petit, et dont les lois nous paraissent si étranges.
Bien entendu, l’informatique quantique s’appuie sur cette dernière categorie pour fonctionner, donc vous pouvez ranger vos cahier de physique du lycée, ils ne vous serviront pas ici !
C’est quoi au juste, un ordinateur quantique ?
Imaginez que vous cherchiez votre téléphone dans votre maison. Avec un ordinateur classique, c’est comme si vous vérifiez pièce par pièce : la cuisine, puis le salon, puis la chambre… Un à la fois. Plutôt fastidieux…
Avec un ordinateur quantique, c’est comme si vous pouviez être dans toutes les pièces en même temps ! Ca devient tout de suite beaucoup plus rapide de retrouver ce fichu téléphone !
Les qubits : les super-héros du calcul
Nos ordinateurs habituels utilisent des bits : des petits interrupteurs qui sont soit allumés (1), soit éteints (0). Tous vos fichiers, de la photo de votre chat à votre rapport à rendre pour demain matin 8h, sont constitués de ces 0 et 1. C’est binaire, c’est simple, mais c’est limité.
Les qubits, eux, c’est autre chose ! Imaginez un interrupteur qui peut être à la fois allumé ET éteint. Bizarre ? Oui. Impossible dans notre monde ? Oui. Possible dans le monde quantique ? Absolument !
Le chat mort-vivant de Schrödinger
Vous connaissez l’experience du chat de Schrödinger ? Quelque soit votre réponse, je vais quand même vous l’expliquer. C’est mon blog, je fais ce que je veux après tout !
En 1935, le physicien Erwin Schrödinger propose une experience de pensée pour illustrer les incohérences logiques apportées par la physique quantique.
Dans son experience fictive, un chat est placé dans une boite hermetiquement fermée dont on ne peut pas voir l’interieur. Un système de mesure de la radioactivité permet de liberer du poison dans la boite de manière aléatoire. En fait, ça a plutôt à voir avec la demie-vie d’une particule radioactive mais c’est pas le plus important.
L’essentiel à comprendre, c’est qu’à un instant T, on ne sait pas si le mécanisme s’est déclenché, liberant ainsi le poison et tuant donc le chat. A ce fameux instant T, on peut considerer que le chat à autant de chances d’être mort que vivant, si bien qu’on peut considerer qu’il est les deux à la fois, tant qu’on à pas ouvert la boite pour verifier. Sauf que les lois quantiques ne sont pas censées s’appliquer à des choses aussi grosses qu’un chat. Là est tout le paradoxe du chat de Schrödinger !
La superposition d’états : être partout à la fois
Cette superposition d’état dans laquelle se trouve ce pauvre chat est une des lois fondamentales de la physique quantique.
Vous vous rappelez l’exemple du téléphone perdu dans la maison ? Cette propriété permet aux ordinateurs quantiques d’explorer plein de solutions en même temps, au lieu de les tester une par une comme nos ordis classiques.
L’intrication : la connexion mystérieuse
Une des lois les plus contre-intuitives de la physique quantique ! Immaginez deux particules, une ici sur Terre et l’autre en orbite autour de M31-V1 (c’est une étoile située dans la galaxie d’Andromède, donc trèèèèèèès loin de nous). La physique quantique dit que deux particules intriquées sont liées entre elles peu importe la distance. Si je tourne ma particule sur Terre à 90 degrés, alors, instantanèment, l’autre particule subit le même effet, alors que rien ne les lie entre elles (mis à part l’intrication quantique)
Ok, mais tout ça pour quoi faire ?
- Trouver des nouveaux médicaments : La superposition d’état permet de tester beaucoup plus efficacement l’action de molecules entre elles
- Protéger nos données : Créer des codes impossibles à craquer (ou au contraire, craquer les codes actuels !), toujours grâce à la superposition
- Optimiser tout et n’importe quoi : Du trafic routier aux portefeuilles d’investissement, encore et toujours grâce à la superposition
- Améliorer l’IA : Rendre nos intelligences artificielles encore plus… intelligentes, parce que pourquoi pas après tout
Le petit mot de la fin
L’informatique quantique, c’est encore tout jeune. On en est un peu au stade où les premiers ordinateurs remplissaient des pièces entières pour faire des additions. Mais le potentiel est là, et c’est fascinant !
Prennez donc une tisane et explorons tout ça ensemble !