Science

L’ordinateur quantique, des possibilités presque irréelles

Depuis plusieurs années, l'émergence de la physique quantique apporte des théories qui peuvent paraître farfelues mais également, une avancée technologique pour le moins surprenante auprès du grand public.

Prouesse digne des meilleurs livres de science-fiction, la technologie quantique annonce une nouvelle ère pour l’humanité. Un changement aussi radical que la machine à vapeur selon certains spécialistes.

Mais que fait vraiment cet ordinateur si particulier et quelles sont ses possibilités qui font rêver les scientifiques ? Voici quelques éléments de réponse.

Un ordinateur qui défie les lois de la physique dite “traditionnel”

Un ordinateur quantique est presque semblable à un ordinateur normal, du moins, le principe fondamental est le même. La grande différence réside dans le Qubit, le bit quantique. Un Qubit, peut-être à la fois 1 et 0, ce qui dans le système binaire, démultiplie la puissance de calcul. Cet “en même temps” connu dans la physique quantique produit une nouvelle façon de procéder pour la machine.

L’ordinateur quantique, des possibilités presque irréelles
L’ordinateur quantique fait l’objet d’une course effrénée entre les géants de l’industrie des hautes technologies. Photo par TheDigitalArtist, CC0

Mais le défi est énorme. La moindre variation peut ainsi déformer les Qubits et tronquer le calcul. Le vide quantique est nécessaire pour que les propriétés de cette physique particulière demeurent. Et encore, un ordinateur quantique ne peut être fiable qu’un très court instant. Un véritable casse-tête pour les ingénieurs et les chercheurs. Mais pourquoi alors, mettre autant d’énergie et de fonds dans la recherche pour ce nouvel instrument de calcul ?

Aucun calcul utile ?

Pour le moment, l’ordinateur quantique ne remplit aucun rôle utile. Si Google a démontré que son ordinateur quantique pouvait calculer en trois minutes ce qu’un superordinateur faisait en plusieurs années, il ne s’agissait pas de calcul utile, mais plutôt d’un essai. Car pour pouvoir faire ressortir un résultat concret de cette puissance de calcul, il faudrait des milliers de Qubits.

Or, plus il y a de Qubit, plus la machine est instable, et donc, la puissance de calcul se réduit ou risque d’être réduite à néant. Un paradoxe qui met en difficulté les scientifiques depuis déjà plusieurs années. Pour ainsi dire, les plus puissants alignent à peine quelques dizaines de Qubits. Mais si un jour cela se produit, les simulations que pourrait calculer l’ordinateur quantique pourrait faire gagner des décennies à l’humanité.

Des solutions pour les sciences

Avec les Qubits, la science peut se mettre à rêver de pouvoir simuler l’action de protéines sur d’autres. Ainsi, on pourrait calculer avec précision les doses et les agents nécessaires à l’élaboration d’un médicament. Le tout sans expérimenter manuellement en éprouvette. Mais l’astronomie pourrait aussi être impactée. En association avec l’accélérateur de particules du Cern, on pourrait par exemple aller encore plus loin dans la reconstitution de “mini Big-Bang” afin de mieux comprendre les origines de notre univers. Le secteur de la sécurité sur Internet pourrait aussi être impacté avec notamment l’obsolescence de tous les systèmes de sécurité contemporains au profit d’une cryptographie quantique, bien plus inviolable que n’importe quel code existant.

En somme, tous les secteurs pourraient être impactés avec force. Mais il y en a un qui va sans doute connaître son âge d’or grâce à l’ordinateur quantique, une autre technologie qui n’en est qu’à ses débuts : l’intelligence artificielle.

L’ordinateur quantique, des possibilités presque irréelles
De nombreux grands mystères de la science pourraient être résolus grâce à l’ordinateur quantique. Photo par ColiN00B, CC0

L’intelligence artificielle et l’ordinateur quantique, un couple fait pour se rencontrer

Le développement de la technologie est tel que les intelligences artificielles développées par l’homme sont désormais bien plus efficaces que ses créateurs.

Mais plus encore avec un bon algorithme et de la pratique, les nouvelles intelligences peuvent surpasser n’importe quel génie à leur propre jeu. Deepmind, la société de Google spécialisée dans l’intelligence artificielle a ainsi battu un champion de go ou de poker et plus récemment encore deux immenses champions de E-sport. Sur Starcraft II, les deux joueurs professionnels n’ont rien pu faire contre la machine. La raison ? Le Deep Learning. Car, avec cette technologie, la machine imite l’esprit humain et s’enrichit des expériences.

En somme, chaque entraînement engendre une amélioration. L’intelligence devient donc de plus en plus performante avec le temps, mais si en plus on la dote de la puissance qui réside dans un ordinateur quantique, les possibilités pourraient être infinies. La première grande avancée dans ce domaine date de 2014, quand des chercheurs de l’Université de sciences et technologie de Chine ont ainsi appris à une intelligence artificielle à reconnaître l’écriture manuscrite à l’aide d’une technologie quantique.

Si l’exploit peut paraître anodin, la rigidité des machines dans leurs manières de calculer et d’appréhender les objets reste le plus grand obstacle à son évolution. L’ordinateur quantique pourrait ainsi permettre d’introduire cette “malléabilité” dans les algorithmes complexes de l’intelligence artificielle. Tout le futur de la robotique se joue dans l’union de ces deux technologies selon de nombreux scientifiques. Seul le futur pourra trancher ce débat, qui n’a pas fini d’agiter la communauté d’ici-là.

Alexandre Bonazzi

Je travaille dans une société d'études et de conseil depuis 25 ans. Passionné par les nouvelles technologies, le High-tech et la pop culture en général j'ai fondé Neozone en 1999 où je partage depuis des articles et mes humeurs. Vous pouvez m'écrire directement par mail.

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