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Sommaire de cette page

>>> Principe

>>> Massivement parallèle

>>> Historique

>>> Point de situation en 2016

 

 

   

 

CALCULATEUR QUANTIQUE

(Quantum computer)

 

Faisable ? Quand ? Cette technologie fait miroiter un décuplement de la puissance calcul des ordinateurs.

En 2016, la technologie est encore balbutiante, mais son développement pourrait donner un coup de booste à la loi de Moore et surtout faire craindre la possibilité de déchiffrer les communications. En effet, les algorithmes actuels comptent sur la limitation de la puissance calcul.

 

Source image: Quantum computers

Voir Mécanique quantique

 

Actualité Mars 2016

La société IBM met à disposition en ligne un ordinateur quantique, constitué de 5 qubits. But: tester des algorithmes quantiques.

 

Les chercheurs du MIT et de l'Université d'Innsbruck en Autriche travaillent sur un ordinateur quantique casseur de chiffrement.

 

En informatique classique, les nombres sont représentés soit par des 0 soit par des 1 (binaire). Pour l'informatique quantique repose sur une unité d'échelle atomique, le « qubit » ou bit quantique, qui se compose de la superposition des deux états 0 et 1. Cette combinaison linéaire des deux états est beaucoup plus efficace. Il faut en général 12 qubits environ pour factoriser le nombre 15.

 

 Ces chercheurs ont trouvé un moyen de réduire la quantité de qubits à cinq, chaque qubit représentant un seul atome.

 

En utilisant des impulsions laser pour maintenir les atomes dans un piège à ions et stabiliser le système quantique, le nouveau système promet aussi une bonne évolutivité, puisqu’il est possible d’ajouter plusieurs atomes et plusieurs lasers pour construire un ordinateur quantique plus puissant et plus rapide qui sera capable de factoriser des nombres beaucoup plus grands.

 

Note: en 1994, Peter Shor, professeur au MIT, a mis au point un algorithme quantique capable de calculer les facteurs premiers d'un grand nombre de façon beaucoup plus efficace qu'un ordinateur classique.

 

Voir Point de situation en 2016

 

 

 

 

PRINCIPE

 

BASE DU CALCUL QUANTIQUE

 

*       Atomes et les molécules: ce sont les propriétés de rotation (spin) des particules élémentaires qui définissent l'information quantique.

 

BIT QUANTIQUEQUBIT

 

*       Le bit prend la valeur 0 ou 1.

*       Le qubit correspond à une superposition d'états quantiques. Il prend la valeur 0 et 1, mais aussi toute la palette des valeurs intermédiaires.

 

PROPRIÉTÉ

 

*       Possibilité d'opérer massivement parallèle et non pas en séquentiel comme pour les ordinateurs actuels.

*       Ce qui conférerait une rapidité stupéfiante à ces ordinateurs quantiques.

 

ANNÉE 2000: OÙ EN SOMMES-NOUS ?

 

*       Les difficultés sont encore grandes pour arriver à la simple démonstration du principe. Il semble difficile de conserver les propriétés quantiques. Les chercheurs utilisent la résonance magnétique nucléaire.

 

*       En 1998, les chercheurs d'IBM, du MIT, des universités de Ber­keley (Californie) et d'Oxford, ont pour la première fois réalisé la démonstration pratique des principes de fonctionnement du calcul quantique: Neil Gershenfeld et Isaac Chuang.

 

 

 

Massivement parallèle

 

Traitement parallèle

 

*       Les ordinateurs utilisant la technique du calcul parallèle sont munis de plusieurs unités de calculs synchronisées qui traitent des rangées de données simultanément.

 

Données d'entrée                                             Données de sorte, traitées

 

 

Traitement série

 

*       La plupart des ordinateurs opèrent leurs calculs en série: les données sont présentées à la file indienne à une unité de calcul unique.

 

 

Voir Risc et Cisc / Neuronique

 

 

Historique

1994

- Peter Shor réussit à factorise des nombres à l'aide d'ordinateurs quantiques.

2011

- Factorisation du nombre 143 (143 = 11 x 13) à l'aide d'une matrice quantique de 4 qbits (Chine).

2016

- Anticipant la révolution quantique (puissance de calcul décuplée et possibilité de déchiffrement des communications), Google lance des études de nouveaux algorithmes de cryptage

Voir Histoire des découvertes et inventions

 

 

Point de situation en octobre 2016

La cryptographie quantique existe mais elle est peu utilisée car délicate à mette en œuvre; ne pas confondre avec le calcul quantique (technologie pour ordinateurs quantiques).

L'ordinateur quantique a un pouvoir supérieur à celui des ordinateurs classiques selon un modèle mathématique développe dès 1995. C'est le cas de la factorisation des nombres entiers, ce qui constituerait une menace pour les systèmes de cryptographie actuels.

On étudie déjà des systèmes de cryptographie post-quantiques qui résisteraient à cette menace.

La technologie quantique n'en est qu'à ses prémisses. En 2016, on sait sans doute factoriser les nombres jusqu'à 200 000; alors qu'un ordinateur classique factorise facilement des nombres jusqu'à 100 chiffres.

Ordinateur quantique? Patience! Une menace pour nos cartes bancaires? Pas tout de suite, si jamais!     

Selon J.-P. Delahaye (voir référence)

 

 

 

 

 

Suite

*    Loi de Moore

*    Puissance de calcul de l'escargot à l'homme

*    Puissance des superordinateurs

*    Puissance microprocesseur

Aussi

*    Capacité des mémoires

*    Mémoire humaine

*    Mémoires numériques

Voir

*    Échecs: homme - machine

*    Gflops – Puissance de calcul

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Site

*    Confusions concernant le calcul quantique par Jean-Paul Delahaye - SPS n°317, juillet 2016

Cette page

*    http://villemin.gerard.free.fr/Multimed/CalQuant.htm