La course aux bits quantiques
Une première version de cet article est parue dans le hors-série n°107 de la revue Pour la Science , en mai 2020.
Le record actuel est à … 53 et il date d’octobre 2019. Ni température extrême en France métropolitaine ni vitesse (en noeuds) d’une planche à voile, nous parlons ici de qubits. Plus précisément, il s’agit du nombre de qubits qui équipent l’ordinateur quantique avec lequel Google a proclamé avoir effectué un calcul bien plus rapidement que les meilleurs supercalculateurs classiques. Contestée sur plusieurs points, cette annonce n’en est pas moins révélatrice d’une course effrénée que disputent acteurs académiques et privés, de la multinationale installée à la jeune start-up. Mais qu’entend-on par qubit ? Schématiquement, il s’agit de l’équivalent quantique d’un bit classique. Alors que ce dernier peut prendre comme valeur 0 ou 1, un qubit, jouant avec les propriétés étranges du monde quantique, est une superposition de 0 et 1. Un qubit peut alors représenter deux états, deux qubits correspondre à quatre… et ainsi de suite, N qubits équivalant à 2N états, soit pour les 53 qubits de l’ordinateur de Google, plus de 9 x 1015 états 0 et 1 !
À cette superposition s’ajoute une autre propriété essentielle des potentiels ordinateurs quantiques, l’intrication, un phénomène par lequel les états quantiques de deux entités, ou plus, comme des qubits, sont corrélés et donc dépendants les uns des autres. Intrication et superposition autorisent un parallélisme massif dans le traitement de l’information, la clé de la puissance de l’ordinateur quantique. Il y a toutefois un problème : la décohérence. Les interactions avec l’environnement font perdre ses propriétés à un système quantique, et ce d’autant plus qu’il contient de qubits. C’est contre elle que la course à l’ordinateur quantique est engagée depuis une vingtaine d’années. En résumé, la réalisation d’un ordinateur quantique repose sur le contrôle d’états intriqués s’étalant sur un nombre important de qubits et sur la préservation de la cohérence de tels états le plus longtemps possible.
Une première version de cet article est parue dans le hors-série n°107 de la revue Pour la Science , en mai 2020.
Le record actuel est à … 53 et il date d’octobre 2019. Ni température extrême en France métropolitaine ni vitesse (en noeuds) d’une planche à voile, nous parlons ici de qubits. Plus précisément, il s’agit du nombre de qubits qui équipent l’ordinateur quantique avec lequel Google a proclamé avoir effectué un calcul bien plus rapidement que les meilleurs supercalculateurs classiques. Contestée sur plusieurs points, cette annonce n’en est pas moins révélatrice d’une course effrénée que disputent acteurs académiques et privés, de la multinationale installée à la jeune start-up. Mais qu’entend-on par qubit ? Schématiquement, il s’agit de l’équivalent quantique d’un bit classique. Alors que ce dernier peut prendre comme valeur 0 ou 1, un qubit, jouant avec les propriétés étranges du monde quantique, est une superposition de 0 et 1. Un qubit peut alors représenter deux états, deux qubits correspondre à quatre… et ainsi de suite, N qubits équivalant à 2N états, soit pour les 53 qubits de l’ordinateur de Google, plus de 9 x 1015 états 0 et 1 !
À cette superposition s’ajoute une autre propriété essentielle des potentiels ordinateurs quantiques, l’intrication, un phénomène par lequel les états quantiques de deux entités, ou plus, comme des qubits, sont corrélés et donc dépendants les uns des autres. Intrication et superposition autorisent un parallélisme massif dans le traitement de l’information, la clé de la puissance de l’ordinateur quantique. Il y a toutefois un problème : la décohérence. Les interactions avec l’environnement font perdre ses propriétés à un système quantique, et ce d’autant plus qu’il contient de qubits. C’est contre elle que la course à l’ordinateur quantique est engagée depuis une vingtaine d’années. En résumé, la réalisation d’un ordinateur quantique repose sur le contrôle d’états intriqués s’étalant sur un nombre important de qubits et sur la préservation de la cohérence de tels états le plus longtemps possible.