Les ordinateurs quantiques personnels seront-ils dans 10 ans? | Les scientifiques répondent | Science

La réponse n’est probablement pas. Nous devons d’abord définir ce qu’est un ordinateur quantique. Les opérations quantiques peuvent déjà être effectuées, mais ce sont des opérations très spécifiques avec peu de bénéfices pour de vrais problèmes de la société. Actuellement, dans différents laboratoires, des simulations quantiques sont faites, par exemple, pour reproduire certaines interactions qui se produisent dans certains matériaux, mais ce sont des opérations qui sont utiles à certains chercheurs pour comprendre des concepts très techniques. Ce sont des choses très spécifiques qui, pour le moment, sont d’un intérêt scientifique exclusif.

Lorsque nous parlons d’un ordinateur quantique, nous nous référons à une tolérance aux échecs, ce qui signifie un ordinateur qui effectue des opérations dans le résultat duquel nous pouvons faire confiance à 100%, ce qui est recherché lorsque vous résolvez un problème avec un ordinateur. Selon les plus sceptiques, la tolérance à l’ordinateur quantique tolérant à l’échec devrait être disponible dans les 10 ans.

Avec une grande sécurité, ces ordinateurs seront utiles dans la recherche, pour le secteur financier ou, par exemple, pour les entreprises qui ont besoin de faire de grands calculs d’optimisation mais pas pour un utilisateur moyen, pour les personnes normales.

Il y a un concept très important lorsque l’on comprend ce qu’est un ordinateur quantique et c’est qu’ils résolvent des problèmes qui ne peuvent résoudre que ces appareils. C’est pourquoi ils sont cool. Mais nous ne connaissons toujours pas tous les problèmes qui pourront résoudre. Le fait est que pour le faire, vous devez écrire un code qui résout cette équation. Et tous les problèmes intéressants pour la société n’ont pas déjà écrit leur code quantique.

Par exemple, un problème très célèbre qui a une solution sur un ordinateur quantique est la factorisation d’un grand nombre en nombres premiers, ce qui est un problème extrêmement important pour les champs tels que le chiffrement de l’information. Il existe également des codes quantiques déjà écrits pour des problèmes d’optimisation, par exemple, trouver des informations dans une grande base de données. Mais il n’y a pas de codes pour beaucoup d’autres. De plus, nous pensons que tout ne sera pas meilleur sur un ordinateur quantique, il y aura des problèmes qui n’auront aucun avantage lorsqu’ils seront résolus dans l’un de ces ordinateurs. Pour tout cela, personne ne peut dire si un jour les ordinateurs quantiques seront utiles pour les personnes normales, comme nos ordinateurs personnels actuels.

Un autre problème est qu’ils peuvent être appliqués à des questions importantes pour la société. Cela arrivera sûrement. Par exemple, la simulation de matériaux basée sur du matériel quantique est très espante. L’évolution technologique de l’humanité est allée de pair avec la découverte de nouveaux matériaux (pierre, bronze, fer, silicium …) alors imaginez l’impact d’une technologie qui permet de concevoir des matériaux à la lettre.

Quant à l’objet physique, il existe plusieurs implémentations pour l’ordinateur quantique, chacun avec ses avantages et ses inconvénients. Par conséquent, personne ne sait toujours ce qui sera imposé. À l’heure actuelle, les deux plus puissants et avec plus d’avenir sont basés sur des concepts très différents. L’un d’eux est basé sur des circuits de supraconducteurs, nous l’appelons à l’état solide. Il est facile à imaginer car tout le monde a vu une puce de silicium avec des circuits et les puces supraconductrices à l’œil nu sont très similaires.

La différence est que les circuits de l’ordinateur quantique sont des supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils conduisent l’électricité sans perte. Pour pouvoir fonctionner correctement, ces puces doivent être à des températures très froides, très proches de l’Absolu 0. Normalement, lorsque nous voyons une photographie qui montre certains des ordinateurs quantiques (pas tolérants aux échecs) qui sont déjà utilisés, ce qui est vu est un énorme pot avec beaucoup de tubes et de câbles. Ce pot est en fait le réfrigérateur utilisé pour refroidir la puce. Cela a été la mise en œuvre la plus réussie et avec le plus de progrès a été réalisé jusqu’à présent. Mais il est évident qu’il est peu probable d’avoir un ordinateur avec cette exigence dans nos maisons.

L’autre mise en œuvre qui a collé un saut stratégique par la main du chercheur Mikhail Lukin à l’Université Harvard (États-Unis) est celle des atomes froids qui nécessite à nouveau une machinerie importante car elle est basée sur des techniques de piégeage et de manipulation des atomes à travers les lasers . Il existe d’autres façons qui étudient comme des photons, la lumière. La lumière a l’avantage de ne pas avoir besoin d’être refroidie car les photons sont déjà quantiques à température ambiante. Et il y en a d’autres, par exemple, dans mon groupe de recherche, nous étudions les molécules magnétiques.

Avec tout cela, je veux vous dire qu’en ce moment, il n’y a pas de technologie qui permet de construire un ordinateur quantique qui peut être pris à la maison. Mais comme je l’ai déjà dit, nous ne savons pas si les ordinateurs quantiques seront utilisés un jour comme nos ordinateurs personnels le sont maintenant.

Pepa Martínez Pérez Enquête sur les technologies quantiques, elle est une scientifique chef de l’Institut des nanosciences et des matériaux d’Aragon (INMA, MIXE CSIC Center – Université de Zaragoza).

Question envoyée par Omar Carrillo.

Nous répondons Il s’agit d’un bureau scientifique hebdomadaire, parrainé par le programme L’Oréal-Unesco ‘pour les femmes en science’ et à Bristol Myers Squibbqui répond aux doutes des lecteurs sur la science et la technologie. Ce sont des scientifiques et des technologues, membres de Ami (Association des femmes chercheurs et technologies), ceux qui répondent à ces doutes. Envoyez vos questions à [email protected] ou par x #nos nous répondons.