La matière peut-elle être à plusieurs endroits à la fois ? Bienvenue dans le physique quantique ! (Crédit Gerd Altmann, PixaBay.)

L'ordinateur quantique se situe à la pointe de la physique quantique, soit celle qui étudie l'infiniment petit, à une échelle atomique que les transistors de nos microprocesseurs vont bientôt atteindre, une frontière difficile (impossible ?) à franchir pour leurs architectures inféodées à la physique classique.

C'est que dans ce monde de particules les règles de la physique dite classique ne s'appliquent plus ! De nouveaux états de la matière apparaissent, comme la superposition et l'intrication des états quantiques, les bases du calculateur quantique qui reposent sur le Qbit, ou bit quantique. Et ce Qbit dispose, du moins sur le papier, de possibilités extraordinaires qui pourraient révolutionner le monde de l'informatique, et par là le monde tout court !

En effet, dans la physique classique, un bit peut avoir deux états (en langage binaire 0 ou 1) limitant ainsi le nombre des opérations effectuées avec un seul cycle. Par contre, en physique quantique, le Qbit peut prendre les valeurs de 0 ou de 1, mais aussi une superposition des deux, soit 0 et 1 en même temps, multipliant ainsi le nombre d'opérations possibles.

De cette particularité découle un formidable potentiel de calcul, à condition que l'on soit capable, entre autres, de lire les états précités sans provoquer leur effondrement... C'est que là plus qu'ailleurs, les particules de matière sont fragiles, et une simple observation peut altérer une donnée, ou le résultat d'un calcul, une caractéristique qui est déjà exploitée en cryptographie.

Pourtant, l'ordinateur quantique est, avec l'ordinateur synaptique, la plus sérieuse piste d'une rupture technologique dans le monde de l'informatique qui, bien qu'en perpétuelle évolution, repose sur un ensemble de techniques âgées de plus d'un demi-siècle...

Dès lors, tous les grands de la recherche fondamentale en informatique sont sur la brèche : IBM, avec son Q System One, Microsoft (Qbit topologique) Google et son processeur quantique Sycamore, mais aussi des sociétés plus petites, comme le Canadien D-Wave, qui commercialise (déjà !) un système fort controversé à base de 16 Qbits, voire de 128 Qbits.

Devant la taille des enjeux, les grands États sont aussi mobilisés, finançant largement la recherche, notamment en Chine et aux USA, où des moyens considérables sont investis, particulièrement dans le domaine de la cryptographie quantique.

En conclusion, l'ordinateur quantique est encore un produit de laboratoire loin d'être complètement maîtrisé. En 2021, il n'en demeure pas moins la promesse de performances si surprenantes qu'elles relègueront (peut-être !) nos ordinateurs actuels aux côtés des antiques bouliers chinois dans l'histoire du calcul et de l'informatique.