L'aube de l'ère quantique

Republié par Platon

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Cela fait un quart de siècle que les premiers bits quantiques, ou qubits, ont été reliés entre eux pour créer un ordinateur quantique rudimentaire. Avec leur capacité à représenter à la fois les uns et les zéros dans les ordinateurs traditionnels, les qubits sont les composants les plus élémentaires des systèmes qui pourraient surpasser de loin les ordinateurs actuels dans la résolution de certains types de problèmes. Depuis lors, les progrès dépendent moins de la science dure que de l'ingénierie appliquée : créer des qubits plus stables capables de conserver leur état quantique pendant plus d'une infime fraction de seconde, les relier entre eux dans des systèmes plus vastes et proposer de nouvelles formes de programmation pour exploiter les caractéristiques de la technologie.

Cela n'a rien à voir avec ce qui s'est passé aux débuts de l'informatique traditionnelle, après l'invention du transistor dans les années 1940 et du circuit intégré en 1958. Rétrospectivement, l'augmentation constante et exponentielle de la capacité décrite par la loi de Moore, qui a amené les ordinateurs dans le grand public, semble inexorable.

Les âge quantique est peu susceptible de se dérouler avec le même sentiment d'inévitabilité métronomique. Il a le potentiel de livrer de grandes surprises, à la fois à la hausse et à la baisse. Une course mondiale est lancée pour concevoir de nouvelles techniques permettant de contrôler et d'exploiter les effets quantiques, et de créer des algorithmes beaucoup plus efficaces, ce qui augmente la possibilité de sauts soudains de performances.

Une telle surprise est venue avec la publication de Recherche chinoise proposer un moyen de briser la forme la plus courante de cryptage en ligne à l'aide d'un ordinateur quantique similaire à ceux déjà disponibles. On s'attendait à ce que cet exploit - un "moment Spoutnik" potentiel - nécessite des systèmes quantiques beaucoup plus avancés situés de nombreuses années dans le futur.

D'autres experts en cybersécurité ont finalement conclu qu'il était peu probable que cette méthode fonctionne dans la pratique. Une question est de savoir pourquoi la Chine aurait autorisé sa publication, si elle avait vraiment montré un moyen d'exposer la plupart des communications secrètes du monde. Pourtant, cela a quand même provoqué une secousse et devrait être un signal d'alarme pour tous ceux, en particulier aux États-Unis, qui s'inquiètent des risques que la Chine ne développe une suprématie technologique.

De nombreuses entreprises de secteurs tels que la chimie, la banque et la fabrication automobile ont investi dans l'apprentissage de la programmation de systèmes quantiques dans l'espoir que le premier utilisations pratiques pourrait venir bientôt. En modélisant des risques financiers complexes, en concevant de nouvelles molécules et en accélérant le traitement des données dans les systèmes d'apprentissage automatique, les systèmes quantiques pourraient gagner un avantage dès qu'ils deviendront même légèrement moins chers ou plus rapides que les ordinateurs existants.

Ce moment «d'avantage quantique» - lorsque les systèmes démontrent une supériorité pratique, bien que modeste, sur certains problèmes - est toujours, de manière tentante, juste hors de portée. Avec des investissements et des attentes en hausse, le risque de déception à court terme est élevé, même si le potentiel à long terme semble inchangé.

Il est Toujours dur pour garder les qubits dans leur état quantique assez longtemps pour effectuer des calculs utiles. La prochaine frontière consiste à inventer des formes de correction d'erreurs qui utilisent certains des qubits pour contrer le "bruit" causé par ce manque de cohérence. Des recherches récentes suggèrent que des progrès sont réalisés pour résoudre ce problème plus rapidement que prévu.

Le potentiel de percées dans des domaines tels que la correction d'erreurs a augmenté le risque d'un choc quantique - lorsque les machines font le saut d'une expérience scientifique fascinante à une technologie qui change le monde. Sur la base du papier de cryptage chinois apparemment défectueux, il est téméraire de prédire que ce moment est déjà proche. Mais avec tant d'efforts dans le monde entier pour exploiter les propriétés de la mécanique quantique pour l'informatique, il serait peut-être encore plus téméraire de remettre à un autre jour un examen sérieux des promesses - et des risques.

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