Une percée quantique pourrait révolutionner l’informatique – BBC News Afrique
- Par Pallab Ghosh
- Correspondant scientifique
Il y a vingt ans, Winfried Hensinger s’est fait dire par d’autres scientifiques que le développement d’un puissant ordinateur quantique était impossible. Maintenant, il a mis en place le système derrière lui qui, selon lui, leur prouvera le contraire
Les scientifiques ont fait un pas de plus vers la fabrication d’ordinateurs « quantiques » multitâches, bien plus puissants que même les supercalculateurs les plus avancés d’aujourd’hui.
Les ordinateurs quantiques utilisent les étranges qualités des particules subatomiques.
Les particules dites quantiques peuvent se trouver à deux endroits en même temps et aussi étrangement connectées même si elles sont distantes de millions de kilomètres.
Une équipe de l’Université de Sussex a transféré des informations quantiques entre des puces informatiques à une vitesse et une précision record.
Les chercheurs ont connecté deux puces ensemble et ont envoyé des quantités record d’informations quantiques à des vitesses et une fiabilité sans précédent
Les informaticiens tentent de fabriquer un ordinateur quantique efficace depuis plus de 20 ans. Des entreprises telles que Google, IBM et Microsoft ont développé des machines simples. Mais, selon le professeur Winfried Hensinger, qui a dirigé la recherche à l’Université de Sussex, le nouveau développement ouvre la voie à des systèmes capables de résoudre des problèmes complexes du monde réel dont les meilleurs ordinateurs que nous avons aujourd’hui sont incapables.
« En ce moment, nous avons des ordinateurs quantiques avec des micropuces très simples », a-t-il déclaré. « Ce que nous avons réalisé ici, c’est la capacité de réaliser des ordinateurs quantiques extrêmement puissants capables de résoudre certains des problèmes les plus importants pour les industries et la société. »
Source d’images, Rolls Royce
Rolls-Royce investit dans la recherche sur l’informatique quantique pour voir s’il peut accélérer le processus de conception de ses moteurs d’avion
Actuellement, les ordinateurs résolvent les problèmes de manière linéaire simple, un calcul à la fois.
Dans le domaine quantique, les particules peuvent se trouver à deux endroits en même temps et les chercheurs souhaitent exploiter cette propriété pour développer des ordinateurs capables d’effectuer plusieurs calculs en même temps.
Les particules quantiques peuvent également être distantes de millions de kilomètres et être étrangement connectées, reflétant instantanément les actions les unes des autres. Encore une fois, cela pourrait également être utilisé pour développer des ordinateurs beaucoup plus puissants.
Les puces informatiques quantiques doivent être installées dans une salle blanche et placées dans un récipient sous vide, car la moindre contamination peut réduire ses performances.
L’une des pierres d’achoppement a été la nécessité de transférer rapidement et de manière fiable les informations quantiques entre les puces : les informations se dégradent et des erreurs sont introduites.
Mais l’équipe du professeur Hensinger a fait une percée, publiée dans la revue Nature Communications, qui a peut-être surmonté cet obstacle.
L’équipe a développé un système capable de transporter des informations d’une puce à une autre avec une fiabilité de 99,999993 % à des vitesses record. Cela, disent les chercheurs, montre qu’en principe, les puces pourraient être assemblées pour créer un ordinateur quantique plus puissant.
L’équipe de recherche peut voir des atomes individuels flotter au-dessus de leurs puces pendant le test de leur ordinateur quantique
Le professeur Michael Cuthbert, qui est le directeur du Centre national de calcul quantique nouvellement créé à Didcot, dans l’Oxfordshire et qui est indépendant du groupe de recherche du Sussex, a décrit le développement comme une « étape habilitante vraiment importante ». Mais il a dit que davantage de travail était nécessaire pour développer des systèmes pratiques.
« Pour construire le type d’ordinateur quantique dont vous avez besoin à l’avenir, vous commencez par connecter des puces de la taille de votre vignette jusqu’à ce que vous obteniez quelque chose de la taille d’une assiette. Le groupe Sussex a montré que vous pouvez avoir la stabilité et la vitesse pour cette étape.
« Mais alors vous avez besoin d’un mécanisme pour connecter ces assiettes ensemble pour mettre à l’échelle une machine, potentiellement aussi grande qu’un terrain de football, afin d’effectuer des calculs réalistes et utiles, et la technologie de communication pour cette échelle n’est pas encore disponible. «
Les ordinateurs quantiques exploitent deux propriétés étranges des particules à très petite échelle – ils peuvent se trouver à deux endroits en même temps et être étrangement connectés même s’ils sont à des millions de kilomètres l’un de l’autre.
La doctorante Sahra Kulmiya, qui a mené l’expérience Sussex, affirme que l’équipe est prête à relever le défi de faire passer la technologie au niveau supérieur.
« Ce n’est plus seulement un problème de physique », a-t-elle déclaré à BBC News.
« C’est un problème d’ingénierie, un problème d’informatique et aussi un problème mathématique.
« Il est vraiment difficile de dire à quel point nous sommes proches de la réalisation de l’informatique quantique, mais je suis optimiste quant à la manière dont cela peut devenir pertinent pour nous dans notre vie quotidienne. »
L’une des principales sociétés d’ingénierie du Royaume-Uni, Rolls Royce, est également optimiste quant à la technologie. Il travaille avec les chercheurs de Sussex pour développer des machines qui pourraient les aider à concevoir des moteurs à réaction encore meilleurs.
De puissants supercalculateurs sont utilisés pour modéliser le flux d’air dans des simulations afin de tester de nouvelles conceptions de moteurs d’avions.
Transformer l’ingénierie
Un ordinateur quantique pourrait en principe suivre le flux d’air avec une précision encore plus grande, et le faire très rapidement, selon le professeur Leigh Lapworth, qui dirige le développement de l’informatique quantique pour Rolls-Royce.
« Les ordinateurs quantiques seraient capables de faire des calculs que nous ne pouvons pas faire actuellement et d’autres qui prendraient plusieurs mois ou années. Le potentiel de les faire en quelques jours transformerait simplement nos systèmes de conception et conduirait à des moteurs encore meilleurs. »
La technologie pourrait également être utilisée pour concevoir des médicaments plus rapidement en simulant avec précision leurs réactions chimiques, un calcul trop difficile pour les supercalculateurs actuels. Ils pourraient également fournir des systèmes encore plus précis pour prévoir le temps et projeter l’impact du changement climatique.
Le professeur Hensinger a déclaré qu’il avait eu l’idée de développer un ordinateur quantique il y a plus de 20 ans.
« Les gens ont roulé des yeux et ont dit: » c’est impossible « . »
« Et quand les gens me disent que quelque chose ne peut pas être fait, j’adore essayer. J’ai donc passé les 20 dernières années à éliminer les barrières une par une jusqu’à un point où l’on peut maintenant vraiment construire un ordinateur quantique pratique. »