Les transistors et ordinateurs quantiques: calculs à vitesse vertigineuse !

Les phénomènes quantiques apportent de nouvelles applications en télécommunications cryptées et au futur ordinateur quantique. La vitesse d'un simple ordinateur quantique sera des milliards de fois plus rapides que les plus puissants ordinateurs actuels. Comment est-ce possible ? Bien que le sujet soit à peine compréhensible du grand public, il était au rendez-vous au Coeur des sciences, à l'UQAM, pour une intrusion dans la physique quantique (La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques...).


Le conférencier, Alexandre Blais, chercheur et directeur scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) de l'Institut quantique de l'Université de Sherbrooke (L'Université de Sherbrooke, fondée en 1954, est une université francophone...), s'intéresse plus particulièrement à la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) entourant les supraconducteurs quantiques.

Situant historiquement le développement de la théorie quantique, le conférencier a précisé que l'idée du fonctionnement du transistor, découvert en 1925, serait à l'origine d'un circuit électronique moderne.

Il a expliqué que les ordinateurs actuels utilisent le langage binaire, soit 0 ou 1 comme mode de fonctionnement. Donc un bit d'information est soit un 0 ou 1. Les ordinateurs quantiques utiliseront le langage binaire mais 0 et 1 ce qui suppose une superposition (En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut...) de type quantique. De là est né le Qubit en opposition au bit conventionnel. La différence entre les transistors est qu'un transistor quantique regardera tous les Qubits simultanément alors qu'un transistor conventionnel regarde les bits de manière séquentielle. Cette nouvelle façon de faire fonctionner un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) augmentera de manière phénoménale la vitesse de traitement des données.

"Un changement de paradigme important s'applique dans le traitement des données" déclare le chercheur. Les ordinateurs quantiques seront refroidis à presque le zéro absolu, ce qui augmentera la performance des composantes par effet de supraconductivité (La supraconductivité (ou supraconduction) est un phénomène caractérisé par...). Le chercheur désigne comme processus informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...) les Qubits supraconducteurs et d'autres formes comme le Qubits de spin, objets de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) à l'Institut quantique de Sherbrooke.

Tout va plus vite et de mieux en mieux. Le dernier processeur quantique d'IBM possède 433 qubits. Il est plus puissant que le deuxième plus puissant des ordinateurs actuels, Summit. Le prochain défi dans le développement futur d'un ordinateur quantique (Un ordinateur quantique (ou rarement calculateur quantique) repose sur des propriétés quantiques...) c'est la correction des erreurs de qubits.

Les investissements en technologie quantique ont explosé depuis 2019, s'élevant maintenant à plusieurs milliards de dollars américains. Les recherches se font principalement aux États-Unis, en Russie, en Chine et au Canada. Au Québec, les investissements s'élèvent à plus de 435 millions de dollars. Ils sont répartis dans 13 centres de recherches, dont plusieurs privés.

La conférence a suscité énormément d'intérêt de la part du public présent et de questions. Plusieurs questions visèrent à mieux comprendre le processus quantique, qui est contre intuitif selon Blais, donc difficile à comprendre. L'ordinateur quantique pose aussi des questions éthiques comme le fait l'intelligence artificielle. Le futur ordinateur quantique ne remplacera pas l'ordinateur actuel et est au stade de développement. Dans l'avenir, un nouveau senseur quantique pourrait améliorer l'imagerie médicale (L'imagerie médicale regroupe les moyens d'acquisition et de restitution d'images à partir...) et la détection de gisements miniers. La sécurité informatique serait grandement renforcée par l'utilisation d'un ordinateur quantique. C'est à voir !