La physique quantique au service de l’informatique

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La physique quantique au service de l’informatique

Un ordinateur, c’est quoi? C’est une machine qui traite de l’information tout simplement, c’est son unique mission (informatique). Celui-ci va stocker de l’information sur un emplacement nommé : disque dur. Il traite ces informations à l’aide de son processeur comme par exemple les pages que vous consultez ou les films que vous regardez ensuite, il change cette information en un son (dans votre casque), ou encore en image (votre écran). L’information traitée par un ordinateur à la particularité d’être en fait un code binaire, en d’autres termes des 0 et des 1. La mémoire d’un ordinateur est donc composé de milliards de petites cases contenant des 0 et des 1. Cette case en question a pour nom : un bit. Afin de manoeuvrer ces bits, un ordinateur est rempli de composants électroniques qui élaborent ensemble, on les appelles des “portes logiques”.

Néanmoins, un ordinateur ne peut pas résoudre tous les problèmes malgré leur efficacité et leur puissance. Les scientifiques sont souvent confrontés à des problèmes que leurs ordinateurs ne peuvent pas résoudre. C’est de ce constat, qu’ils cherchent à rendre leurs ordinateurs bien plus puissants.

Afin d’augmenter la puissance d’un ordinateur il faut :

  • Augmenter la mémoire afin de stocker plus d’informations.
  • Augmenter le nombre de transistors afin de traiter plus d’informations.

Néanmoins, rajouter le mémoire et des transistors ne suffit pas forcément à rendre l’ordinateur plus performant. Les ordinateurs géants rencontrent des problèmes qu’ils n’arrivent pas à résoudre, et ce, malgré le grand nombre de processeurs, il faut que les ordinateurs pensent différemment afin de résoudre les problèmes complexes. C’est ainsi que l’idée de l’ordinateur quantique est née dans les années 80 et emprunte les propriétés inaccoutumé de la physique quantique.

Le principe de l’ordinateur quantique

L’ordinateur quantique ne prend pas en compte les bits classiques qui ont une valeur de 0 et 1. En effet, celui-ci va utiliser des Qbits ou bits quantiques, qui ne prennent pas seulement la valeur de 0 et de 1 mais une superposition de 0 et de 1. Ainsi, il va pouvoir traiter une superposition de valeur alors que l’ordinateur classique traite l’information une par une. Il pourra donc traiter plus rapidement et dans tous les états possibles en même temps. Un ordinateur qui fonctionne avec quatre bits quantiques peut traiter seize fois plus vite qu’un ordinateur avec quatre bit. Il est possible de doubler la puissance de l’ordinateur quantique à chaque bits quantiques ajoutés.

Les limites de l’ordinateur quantique

Un ordinateur quantique va faire ses traitements en utilisant les caractéristiques de la physique quantique, ce qui lui permet faire des calculs très rapidement. Mais, au moment où l’on désire consulter le résultat quantique, il se passe le phénomène appelé “effondrement quantique”, en gros, les bits quantiques deviennent des bits classiques qui ont comme valeur 1 et 0.

À l’heure actuelle, le grand public ne pourra pas bénéficier d’un ordinateur quantique puisque afin de garder cet état quantique, l’ordinateur doit rester à une température proche du zéro afin d’éviter toutes perturbations. Cependant, les applications de ce type d’ordinateur ne serviraient pas à regarder des films ou naviguer sur le web, les ordinateurs classiques sont bien suffisant pour ce type d’application.

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