Logiciels quantiques: une implémentation de l'algorithme de Shor vérifiée pour la première fois

Publié par Redbran le 12/05/2022 à 13:00
Source: CEA
L'algorithme de Shor est à l'origine de l'engouement de la communauté scientifique pour le quantique dans les années 1995. Mais aucune implémentation du célèbre algorithme n'avait jusqu'à présent pu être vérifiée, faute d'outils adaptés. C'est désormais chose faite, grâce aux travaux du CEA-List.

L'ordinateur quantique (Un ordinateur quantique (ou rarement calculateur quantique) repose sur des propriétés quantiques...) parfait n'existe pas encore que déjà, bon nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'algorithmes sont prêts à y être implémentés. C'est le cas, par exemple, de l'emblématique algorithme de Shor, qui permet de casser n'importe quelle clé de cryptographie (La cryptographie est une des disciplines de la cryptologie s'attachant à protéger des messages...) en une fraction de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...). Les chercheurs du List, qui travaillent aussi sur les logiciels quantiques, développent une expertise pour vérifier en amont de leur exécution sur la machine, que ces logiciels feront bien ce que l'on attend d'eux.

Si des méthodes existent pour tester les programmes classiques, elles ne sont pas applicables sur les programmes quantiques. Les chercheurs ont donc mis au point (Graphie) des outils de vérification dérivés de ceux existants, et qui sont fondés sur les "méthodes formelles" bien maitrisées par le List. Réunis dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements...) QBrick, ils permettent de s'assurer qu'un programme quantique s'exécutera comme prévu sur toutes les entrées possibles.

Grâce à QBrick, les chercheurs ont, pour la toute première fois, réussi à certifier la partie quantique d'une implémentation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) de l'algorithme de Shor, avec une automatisation supérieure à 95%. Ce taux d'automatisation est trois fois supérieur à ceux des autres certifications existant par le monde (Le mot monde peut désigner :), et sur un programme six fois plus grand. Ces résultats ont été présentés à la conférence internationale ESOP 2021, et constituent un jalon important vers la conception de méthodes et environnements efficaces de programmation (La programmation dans le domaine informatique est l'ensemble des activités qui permettent...) quantique, positionnant le CEA comme acteur (Un acteur est un artiste qui incarne un personnage dans un film, dans une pièce de théâtre, à...) national clé du logiciel quantique.
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