Quantum Supremacy : la solution informatique capable de résoudre des problèmes à des vitesses quantiques

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  Prévision quantique
• 20 mars 2022

Résumé des informations

L'informatique quantique, utilisant des qubits qui peuvent exister simultanément en tant que 0 et 1, ouvre la voie à la résolution de problèmes de calcul à des vitesses bien au-delà des ordinateurs classiques. Cette technologie a le potentiel de transformer les industries en permettant des prévisions complexes, en déchiffrant des codes cryptographiques et même en reproduisant des interactions biologiques. La poursuite de la suprématie quantique a conduit à des progrès remarquables, y compris des avancées significatives dans l'échantillonnage des bosons, mais soulève également des défis tels que des problèmes de compatibilité, des problèmes de sécurité et des considérations géopolitiques.

Contexte de suprématie quantique

Le langage machine d'un ordinateur quantique utilise des qubits qui existent simultanément en tant que 0 et 1 pour explorer tous les chemins possibles, résolvant potentiellement certains types de problèmes de calcul plus rapidement que les ordinateurs classiques. Le concept derrière cette dernière approche est connu sous le nom d'informatique quantique. La suprématie quantique, autrement connue sous le nom d'avantage quantique, est un objectif du domaine de l'informatique quantique qui vise à construire un ordinateur quantique programmable capable de résoudre des problèmes qu'un ordinateur classique serait incapable de résoudre. Là où les ordinateurs classiques utilisent des bits, les ordinateurs quantiques utilisent les qubits comme unité d'information de base.

Avec le principe de superposition, deux qubits peuvent exister dans deux positions différentes en même temps. Les algorithmes quantiques exploitent un concept appelé intrication quantique pour corréler parfaitement les qubits, permettant à un ordinateur quantique de démontrer sa suprématie. Ces ordinateurs pourraient être capables de déchiffrer des codes cryptographiques, de reproduire des interactions biologiques et chimiques, ainsi que d'effectuer des fonctions de prévision et de budgétisation extrêmement complexes dans un large éventail d'applications industrielles. 

La suprématie quantique a connu des progrès remarquables, avec l'une des dernières percées venant de Xanadu. En juin 2022, la société canadienne de technologie quantique Xanadu a signalé une avancée significative dans l'échantillonnage des bosons, en utilisant des boucles de fibre optique et de multiplexage pour détecter une moyenne de 125 à 219 photons à partir de 216 modes comprimés, revendiquant une accélération 50 millions de fois supérieure aux expériences précédentes, y compris ceux de Google. Cette réalisation souligne la nature dynamique et en évolution rapide de l'informatique quantique, avec diverses organisations repoussant les limites de la technologie.

Impact perturbateur

La poursuite de la suprématie quantique par les géants de la technologie et les nations est plus qu'une course aux droits de vantardise ; c'est une voie vers de nouvelles possibilités de calcul. Les ordinateurs quantiques, avec leur capacité à effectuer des calculs complexes à des vitesses inimaginables avec les ordinateurs classiques, peuvent conduire à des avancées significatives dans divers domaines. De l'amélioration des prévisions météorologiques à l'accélération de la découverte de médicaments, les applications potentielles sont vastes. 

Cependant, le développement de l'informatique quantique pose également des défis et des préoccupations. Les différentes approches de l'informatique quantique, telles que l'utilisation par Google de puces supraconductrices et le prototype photonique chinois, indiquent qu'il n'existe pas encore de méthode standardisée. Ce manque d'uniformité peut entraîner des problèmes de compatibilité et entraver la collaboration entre différentes entités. De plus, le potentiel des ordinateurs quantiques à casser les méthodes de cryptage actuelles soulève de graves problèmes de sécurité auxquels les gouvernements et les entreprises doivent répondre.

L'aspect géopolitique de la suprématie quantique ne peut pas non plus être négligé. La concurrence entre des superpuissances comme les États-Unis et la Chine dans ce domaine reflète une lutte plus large pour la domination technologique. Cette rivalité peut stimuler les investissements et la recherche, favorisant la croissance des industries connexes et de l'éducation. Cependant, cela pose également le risque de créer des fractures technologiques entre les nations, pouvant entraîner des tensions et des déséquilibres dans l'influence mondiale. La coopération et les considérations éthiques dans le développement et le déploiement de la technologie quantique seront essentielles pour garantir que ses avantages sont partagés largement et de manière responsable.

Implications de la suprématie quantique 

Les implications plus larges de la suprématie quantique peuvent inclure :

• Futurs modèles commerciaux utilisant des ordinateurs quantiques pour fournir des solutions commerciales. 
• Une évolution de la cybersécurité qui rendra obsolète le chiffrement existant et forcera l'adoption de solutions de chiffrement quantique plus complexes. 
• Optimiser les processus de découverte et de fabrication de médicaments des entreprises pharmaceutiques et chimiques. 
• Améliorer les processus d'optimisation de portefeuille utilisés par les sociétés de services financiers. 
• Générer des gains d'efficacité considérables dans toutes les entreprises qui dépendent de la logistique, par exemple, la vente au détail, la livraison, l'expédition, etc. 
• La technologie quantique devient le prochain hotspot d'investissement après l'intelligence artificielle, entraînant davantage de startups dans ce domaine.

Questions à considérer

• Les ordinateurs quantiques sont promis depuis quatre décennies, combien de temps pensez-vous qu'il faudra pour qu'ils soient commercialisés ?
• Quelles autres industries pourraient voir des impacts significatifs de l'application de la suprématie quantique ?