Qu’est-ce que le cloud computing quantique et comment fonctionne-t-il ?

Qu’est-ce que le cloud computing quantique ?

Le cloud computing quantique met les ressources informatiques quantiques à la disposition des organisations, des universitaires et d’autres utilisateurs via la technologie cloud.

Les ordinateurs quantiques basés sur le cloud fonctionnent à des vitesses plus élevées, avec une puissance de calcul supérieure à celle des ordinateurs conventionnels, car ils utilisent les principes de la physique quantique pour résoudre des problèmes informatiques complexes.

Il existe différents types d’ordinateurs quantiques, tels que les recuits quantiques, les simulateurs quantiques analogiques et les ordinateurs quantiques universels. Les recuits quantiques sont considérés comme les moins puissants parmi les ordinateurs quantiques, mais fonctionnent bien pour résoudre les problèmes d’optimisation. Les simulateurs quantiques analogiques, en revanche, sont des systèmes puissants capables de résoudre des problèmes de physique et de biochimie.

Les ordinateurs quantiques universels sont le type d’ordinateur quantique le plus puissant et le plus largement utilisé. Ce sont aussi les plus difficiles à construire. L’informatique universelle peut potentiellement accéder à jusqu’à 1 million de qubits (unités de base d’informations quantiques). Cependant, la technologie actuelle ne peut accéder qu’à environ 100 à 400 qubits.

En quoi tout cela est-il pertinent pour la technologie blockchain ? Parce que l’informatique quantique est incroyablement puissante, elle a naturellement suscité des inquiétudes dans la communauté blockchain, car elle pourrait potentiellement être utilisée au détriment de la technologie blockchain telle que nous la connaissons aujourd’hui.

Premièrement, l’informatique quantique peut hypothétiquement être utilisée pour obtenir un avantage injuste sur les autres mineurs de preuve de travail (PoW) et éventuellement dominer l’exploitation de la blockchain. Cela place les réseaux PoW décentralisés tels que Bitcoin (BTC) et Litecoin (LTC) sous la menace de la centralisation.

Deuxièmement, l’informatique quantique peut aussi théoriquement déchiffrer les codes de cryptage utilisés par les chaînes de blocs. Cela signifie que l’informatique quantique pourrait permettre une attaque sur un réseau blockchain en utilisant la cryptographie. Cependant, tout n’est pas sombre pour les systèmes cryptographiques, car le cloud computing quantique peut également offrir une solution efficace pour protéger et renforcer les chaînes de blocs contre les attaques quantiques.

Quelle est la différence entre le cloud computing et le cloud computing quantique ?

Le cloud computing quantique utilise des principes quantiques pour l’informatique distribuée, tandis que le cloud computing utilise des serveurs distants pour fournir des services informatiques distribués.

Le cloud computing fait simplement référence à la fourniture de services tels que le stockage de données, les serveurs, les bases de données et la mise en réseau via Internet. Au lieu de stocker des données sur des serveurs physiques sur site, par exemple, une organisation peut opter pour des services de stockage en nuage pour réduire la maintenance du matériel et d’autres coûts.

Le cloud computing quantique, quant à lui, dérive de l’informatique quantique, une forme d’informatique qui utilise les principes de la mécanique quantique pour résoudre des problèmes complexes. Il fournit des ordinateurs quantiques permettant aux utilisateurs d’accéder à des services et solutions quantiques via le cloud.

Les entreprises utilisant le cloud computing, telles que Google, Amazon, IBM et Microsoft, sont également à l’avant-garde du développement d’ordinateurs quantiques pour affiner la technologie informatique et permettre à davantage d’utilisateurs d’accéder aux ordinateurs quantiques via le cloud. L’ordinateur quantique d’IBM Osprey, par exemple, dispose de 433 qubits. La société prévoit de passer à 4 000 qubits d’ici 2025.

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Comment fonctionne le cloud computing quantique ?

Semblables aux solutions de plate-forme en tant que service, les services d’informatique en nuage quantique fonctionnent en connectant directement les utilisateurs aux processeurs, émulateurs et simulateurs quantiques.

Les ordinateurs quantiques physiques sont très complexes, ce qui fait de l’accès basé sur le cloud une configuration idéale pour ceux qui ont besoin d’exploiter la puissance de l’informatique quantique sans acheter leur propre machine.

Selon IBM, ses systèmes matériels quantiques ont à peu près la taille d’une voiture moyenne composée principalement de systèmes de refroidissement pour garantir que le processeur supraconducteur reste à la température de fonctionnement idéale ultra-froide.

Les systèmes matériels quantiques sont constitués de superfluides qui fonctionnent pour super-refroidir le système; les supraconducteurs, qui forment une jonction Josephson pour transporter les charges par effet tunnel quantique ; et des qubits facilitant le contrôle du comportement et le relais d’informations.

Les qubits peuvent remplir une fonction importante appelée superposition, qui leur permet de placer les informations quantiques qu’ils détiennent dans un état de superposition ou une combinaison de toutes les configurations possibles des qubits. Ce phénomène permet la création d’espaces de calcul multidimensionnels, facilitant la résolution de problèmes complexes.

Une autre chose qui mérite d’être comprise lorsque l’on parle d’informatique quantique est le concept d’intrication d’un effet mécanique quantique. L’intrication fait référence aux corrélations entre le comportement de deux choses distinctes. Dans le contexte de l’intrication quantique, à mesure que les qubits s’enchevêtrent, ils provoquent des modifications d’autres qubits, permettant au système de trouver des solutions plus rapidement que les ordinateurs conventionnels.

Contrairement à la croyance répandue mais erronée selon laquelle l’informatique quantique peut résoudre des problèmes complexes en essayant toutes les configurations possibles d’un problème en parallèle, les ordinateurs quantiques tirent parti de l’intrication des qubits pour explorer les probabilités. Ensuite, ils exécutent un algorithme pour augmenter les chances de trouver la meilleure réponse possible.

Quel est le but du cloud computing quantique ?

L’informatique quantique peut potentiellement résoudre des problèmes auparavant insolubles dans divers domaines, tels que l’économie, la conception et le développement de médicaments, la finance, la logistique, etc.

Par exemple, les plates-formes de cloud computing quantique à grande échelle peuvent être utilisées pour résoudre des problèmes liés à l’optimisation de la logistique et à la planification des ressources dans un contexte commercial. Dans le domaine de la santé, le cloud computing quantique peut potentiellement analyser de grands volumes de données de patients pour trouver les traitements les plus efficaces pour des maladies spécifiques.

De plus, dans le domaine de la cybersécurité, les ordinateurs quantiques peuvent utiliser leur puissance de calcul améliorée pour aider à lutter contre la cybercriminalité et les violations de données. Les avantages du cloud computing quantique sont nombreux. Un avantage important est qu’il permet aux organisations d’accéder à la puissance de l’informatique quantique sans acheter leur propre machine et leurs propres systèmes de refroidissement.

Cela permet également aux chercheurs quantiques, tels que les étudiants et les universitaires en physique quantique, de mieux comprendre les principes quantiques et de réaliser des expériences sans avoir physiquement besoin d’accéder à un ordinateur quantique.

Comment le cloud computing quantique est-il utilisé ?

Parmi les applications actuelles du cloud computing quantique figurent celles liées aux tests d’algorithmes quantiques.

Plus précisément, des algorithmes quantiques sont créés sur des ordinateurs conventionnels et testés sur des ordinateurs quantiques pour garantir leur viabilité. En raison du coût technique élevé et des barrières à l’entrée liées à l’informatique quantique, l’informatique quantique dans le cloud permet aux entreprises et aux chercheurs de tirer parti de la technologie pour explorer diverses applications d’informatique quantique.

L’informatique quantique en est encore à ses débuts en termes de développement et de mise en œuvre, son adoption est donc encore faible. Cependant, rendre la technologie disponible via le cloud computing distribué change la donne et ouvre les portes à de nombreuses applications potentielles à l’avenir.

À quoi ressemble l’avenir de l’informatique quantique dans le cloud ?

Les experts prévoient que la mise en œuvre de l’informatique quantique basée sur le cloud pourrait être plus difficile que l’intelligence artificielle, qui a considérablement explosé au cours de la dernière décennie.

Ce défi est en partie dû aux exigences techniques complexes des ordinateurs quantiques. Étant donné que les systèmes matériels quantiques nécessitent des conditions de fonctionnement extrêmement froides, les fournisseurs de cloud devront construire des espaces dédiés aux ordinateurs quantiques. Les centres de données qui existent aujourd’hui sont mal équipés à cette fin.

De plus, l’informatique quantique et ses logiciels associés en sont encore à leurs premiers stades de développement et de mise en œuvre, de sorte que l’industrie dans son ensemble est encore considérée comme naissante. Les programmeurs devront également acquérir de nouvelles compétences en arithmétique et en logique, car les approches de programmation numérique typiques diffèrent considérablement de celles requises pour l’informatique quantique.

Cela dit, les experts restent optimistes quant au potentiel de l’informatique quantique dans le cloud, estimant qu’elle peut apporter des avantages significatifs à diverses industries telles que la finance, la logistique, la santé et la technologie.

À mesure que la technologie évolue, il est encore très probable que l’informatique quantique basée sur le cloud sera largement disponible dans un avenir proche, ce qui permettra aux entreprises d’accéder plus facilement et de manière plus rentable à cette puissante technologie.

Les entreprises du cloud seront probablement les premiers fournisseurs de quantum-as-a-service, car le service élargira simplement les offres actuelles. S’il est déployé et commercialisé efficacement, le cloud computing quantique peut être aussi répandu que les implémentations d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique.

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