Cette semaine, nous célébrerons la deuxième semaine thématique du cours, qui cette année sera consacrée à l’informatique quantique. Les ordinateurs quantiques fonctionnent différemment des ordinateurs normaux que nous utilisons dans notre vie quotidienne : ils ne fonctionnent pas avec des bits qui ne peuvent avoir qu’une valeur de 0 ou 1, c’est-à-dire qu’ils n’utilisent pas de programmation binaire, mais à la place utilisent des qubits ou des bits quantiques.
Un qubit est la plus petite unité d’information quantique. Parce qu’ils utilisent les principes de la physique et de la mécanique quantique, alors qu’un bit classique ne peut contenir qu’une seule valeur (0 ou 1), les électrons dans le qubit peuvent être les deux valeurs en même temps (0 et 1), ce qui permet d’avoir des ordinateurs beaucoup plus rapides. Parmi les phénomènes propres à la physique quantique que les ordinateurs quantiques utilisent pour effectuer des opérations sur les données, on retrouve la superposition et l’intrication.
Lorsqu’un élément se trouve en superposition, cela signifie qu’il est dans différents états en même temps et n’a pas une certaine valeur, mais en a deux ou plus simultanément. Le chat de Schrödinger est un exemple de superposition, puisqu’il est mort et vivant en même temps. Concernant l’intrication, le principe explique comment deux particules qui interagissent, sont liées et se trouvent en superposition, peuvent s’altérer quelle que soit la distance qui les sépare. Par exemple, si nous avons deux qubits qui se trouvent en superposition et qui sont intriqués, et que nous faisons apparaître l’un des deux comme 0 ou 1, l’autre prendra la même valeur.
La capacité des qubits à se trouver en superposition et être intriqués rend possibles de nouvelles portes logiques et de nouveaux algorithmes. Il y a des problèmes qu’un ordinateur classique ne pourrait pas résoudre, mais un ordinateur quantique peut, puisque l’utilisation de qubits signifie qu’il y a une plus grande capacité à représenter des informations et une plus grande capacité à effectuer différentes opérations en parallèle. Les ordinateurs quantiques peuvent donc traiter une énorme quantité de données, ont beaucoup plus de puissance et peuvent résoudre rapidement des problèmes très complexes.
Ainsi, l’informatique quantique peut être particulièrement utile dans le domaine de la science et de l’innovation, par exemple pour réduire le temps nécessaire à la découverte de nouveaux médicaments, mais aussi dans des secteurs tels que la cybersécurité, l’amélioration des processus et les solutions logistiques, l’administration de comptes de grandes entreprises, les prévisions météorologiques, entre autres. Malgré tout, les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui sont encore en cours de développement et les grandes entreprises expérimentent différents projets pour les intégrer dans leur business dans les années à venir. IBM travaille à la construction d’ordinateurs quantiques universels, Microsoft permet aux chercheurs et développeurs de tester sa plateforme d’informatique quantique et Google possède déjà son propre laboratoire d’intelligence artificielle quantique.