RÉVOLUTION QUANTIQUE OU BULLE MILITARISTE ?

La presse mondiale jubile avec des nouvelles sur les possibilités prétendument infinies des ordinateurs quantiques, à une échelle qui n’a d’égal que l’attention portée à la fusion nucléaire. Des articles sont écrits célébrant le fait que ces ordinateurs vont permettre la création de nouveaux procédés pour produire des engrais, résoudre le changement climatique et trouver de nouveaux médicaments . Pendant ce temps, des publications soi-disant sérieuses affirment que les scientifiques de Google n’ont créé rien de plus et rien de moins qu’un trou de ver en utilisant quelques dizaines de qubits . Ajoutez à tout cela la nouvelle d’il y a une semaine selon laquelle des ingénieurs chinois ont mis au point une méthode pour casser l’une des clés de chiffrement les plus utilisées et vous avez le terreau d’une bulle médiatique (hype ) chargé de sensationnalisme. Qu’y a-t-il de vrai dans toutes ces affirmations, qu’y a-t-il derrière le cirque médiatique et quel intérêt ces ordinateurs ont-ils pour l’Humanité ?

 

HYPE QUANTIQUE

Ordinateur quantique chinois

Des montagnes d’articles de journaux sur l’informatique quantique paraissent depuis plus d’un an. Les médias amplifient les exagérations des grandes entreprises et des États et si nous devions faire confiance à ce qu’ils disent , nous devrions accepter que

Ça change tout à partir du moment où c’est une réinvention totale de ce qu’est l’informatique depuis ses fondements

Dans le monde réel, ce n’est pas vrai. Les ordinateurs quantiques ne sont pas une réinvention complète de l’informatique, en fait ils ne répondent même pas à la définition d’un ordinateur à laquelle la plupart des gens pensent. Personne ne va avoir un PC ou un CPU quantique, ce sont des machines ultra-spécialisées qui ne peuvent potentiellement remplir qu’un ensemble de tâches beaucoup plus restreint qu’un ordinateur classique.

Les prêtres de l’informatique quantique se plaignent depuis des années de l’engouement dont ils font l’objet et qu’eux-mêmes jugent dangereux car trompeur. En fait, il est venu convaincre une partie des scientifiques de la supposée viabilité immédiate de l’informatique quantique. David Deutsch l’a dit il y a à peine un mois :

Cuando hace poco le pregunté a David Deutsch, el físico visionario que en 1985 describió cómo sería la computación cuántica, si le sorprendía la rapidez con que la idea se había convertido en una tecnología viable, me contestó con la crudeza que le caracteriza: «No c’est comme ça ».

Et Peter Shor, dont nous reparlerons des algorithmes importants plus loin dans l’article, résumait ainsi l’importance scientifique des résultats annoncés par Google :

La théorie testée dans le laboratoire de Google n’a qu’une relation très tangentielle avec toute théorie de la gravitation quantique dans notre univers.

Scott Aaronson, un professeur bien connu d’informatique quantique, a été encore plus direct :

Ce soir, David Nirenberg, directeur de l’IAS et historien médiéval, a prononcé un discours après le dîner lors de notre séminaire, en se concentrant sur le calendrier du séminaire qui se tient juste une semaine après l’annonce capitale d’un trou de ver holographique dans une puce électronique (!), un exploit considéré par les experts comme la première étude de laboratoire sur la gravité quantique et une nouvelle frontière pour la physique expérimentale elle-même. Nirenberg se demandait si, dans un siècle, les gens se souviendraient de la réalisation du trou de ver comme nous nous souvenons aujourd’hui des observations de l’éclipse d’Eddington de 1919, qui ont prouvé la relativité générale.

Je l’avoue : c’était la première fois que je ressentais une colère viscérale, plutôt qu’une simple perplexité, face à cette histoire de trou de ver. Avant, il avait supposé implicitement que personne n’avait été dupe. J’ai supposé que personne ne croyait vraiment, littéralement, que cette petite simulation de 9 qubits aurait ouvert un trou de ver, ou aidé à prouver la nature holographique de l’univers réel, ou quoi que ce soit du genre. J’ai eu tort.

La lassitude et même la colère des scientifiques sont compréhensibles. La course quantique est devenue un pur spectacle de revendications délirantes et trompeuses. Dans le monde de la physique d’aujourd’hui, il est considéré comme nécessaire et normal de télécharger une version des articles dans un référentiel public – généralement ArXiv – avant de les soumettre à des revues, ce qui permet une discussion préalable de leur contenu au sein de la communauté. Curieusement, cet article, soi-disant si important, a sauté le pas et a été publié par surprise . Non seulement cela, mais le New York Times préparait déjà une histoire choc pour gonfler la hype depuis plus d’un mois .

DU « HYPE » POUR LEVER DES CAPITAUX AUX « FAKE NEWS » COMME ARME DANS LA GUERRE COMMERCIALE

Cœur de l’ordinateur quantique de Google. Les États-Unis sont en retard dans la course quantique.

Personne n’a beaucoup d’espoir pour la presse grand public, mais lorsqu’un magazine soi-disant sérieux a laissé échapper que l’expérience avait créé et non simulé un trou de ver, tout en insistant sur le fait que c’était tout aussi important que de confirmer l’existence du boson de Higgs, tout le monde a suspecté une campagne éhontée de Google pour lever des capitaux. Ce ne serait pas le premier.

Une deuxième vague de consternation est survenue lorsque le département américain de l’énergie a sauté dans le train en marche des trous de ver et a commencé à diffuser de fausses nouvelles sur sa création chez Google Labs .

La réalité est que les ordinateurs quantiques chinois sont capables d’exécuter des algorithmes quantiques 2 à 3 fois plus vite que l’ordinateur Sycamore de Google , même si pour une raison mystérieuse ces ordinateurs ne sont jamais mentionnés dans la presse du bloc américain, qui n’a d’yeux que pour les ordinateurs Google et IBM. . Et c’est que les États-Unis ont besoin de quelque chose qui puisse leur donner un avantage technologique et qui puisse devenir un « retour sur la lune » pour voler contre la Chine à tout prix .

Bien que la Chine ne soit pas en reste dans le domaine des publications trompeuses non plus. Il y a quelques jours, un article chinois a été téléchargé sur ArXiv qui affirmait la possibilité de casser les clés de chiffrement les plus courantes avec un algorithme pour les ordinateurs quantiques de taille actuelle (en nombre de qubits). Au départ, cela a suscité des inquiétudes dans les milieux de la cybersécurité , mais une lecture attentive du texte a fini par montrer que l’article ne démontre aucune faisabilité, il indique simplement que cela pourrait fonctionner avec un peu de chance. En fait, l’algorithme qu’ils proposent pour la factorisation des clés n’est même pas quantique, la partie quantique est un algorithme boiteux qui s’appliquerait à la première. Bien sûr, la même presse qui n’a rien dit sur Google (même s’il a été publié),Il n’a pas tardé à dénoncer l’ article des scientifiques chinois comme une fraude, même s’il n’a pas été publié ni évalué par des pairs.

Mais à part le battage médiatique, que se passe-t-il ? La réponse est-elle due à l’étrangeté d’étudier les phénomènes cosmologiques avec une expérience de table quantique ?

Pas du tout, l’étude des trous noirs notamment à travers des analogies dans les systèmes atomiques est justement l’un des domaines les plus intéressants de la physique expérimentale. Ce n’est pas le problème lui-même.

DEUX FAÇONS DE COMPRENDRE LA PHYSIQUE

Du point de vue de la cosmologie actuelle, l’un de ses principaux problèmes est l’existence paradoxale de trous noirs. D’une part, les trous noirs grossissent en accumulant de la matière qui ne peut plus s’échapper, mais d’autre part, les trous noirs ont une température et émettent des particules lumineuses en déformant gravement l’espace qui les entoure, le fameux rayonnement de Hawking.

L’énergie de ces particules doit provenir de la masse du trou noir lui-même, le problème de masse lui-même peut encore être concilié avec le quantum et la gravité, mais le vrai casse-tête est que les propriétés de la lumière émise par les trous noirs sont complètement indépendantes de ce qui a tombé en eux. Et cela enfreint les lois universelles de la conservation. Il y a plusieurs problèmes dont le premier est dû au fait que cette lumière est causée par la déformation même de l’espace par le trou et a donc une longueur d’onde énorme de plusieurs fois le diamètre de l’étoile. C’est-à-dire qu’il est ultra faible et ne peut pas être observé directement.

C’est ici, dans l’endroit le plus inattendu, que la puissance des expériences sur table se révèle. Un programme de recherche curieusement chinois utilise intelligemment les propriétés émergentes de la matière pour créer un analogue aux trous noirs et au rayonnement de Hawking dans les matériaux.

Je mange? L’image classique de la théorie des particules comme une collection de particules avec leurs propriétés bien définies et essentielles est trompeuse, car bon nombre des propriétés que les particules semblent afficher ne leur sont pas intrinsèques.

Prenons la masse par exemple, nous ne trouverons jamais une sous- particule de la masse à l’ intérieur d’un électron. En fait, on ne trouvera jamais sa masse en considérant uniquement l’électron comme une entité isolée de son environnement. Même dans le vide le plus absolu – qui n’est pas vraiment vide – l’électron est constamment en interaction avec son environnement et ce sont ces interactions qui lui donnent sa masse. Le phénomène devrait être familier à nos lecteurs .

En d’autres termes, si nous modifions les propriétés du matériau dans lequel se déplacent les électrons, nous pouvons modifier la masse de ces particules chargées. Dans les métaux avec des atomes lourds, les électrons peuvent devenir plus de 1000 fois plus lourds que dans le vide, tandis que dans certains matériaux comme le graphène ou le phosphore noir la masse des électrons devient nulle sous certaines conditions d’énergie .

Les électrons sont non seulement équivalents aux photons sans masse du rayonnement de Hawking, mais leur vitesse de la lumière est beaucoup plus faible, et en jouant avec les propriétés du matériau, des trous noirs peuvent se créer dans lesquels les électrons peuvent tomber mais ne plus s’échapper. L’effet de ces trous noirs sur les champs qui les entourent est équivalent à celui des étoiles sur l’espace qui les entoure et ils devraient émettre un rayonnement équivalent, mais mesurable électriquement et ajustable expérimentalement .

Les scientifiques de Google ont-ils fait quelque chose de similaire ? Non, ils ont fait quelque chose de complètement différent en principe. Ce qui est décrit ci-dessus est ce que ferait un physicien expérimental, mais l’exercice de Google est venu de la branche plus spéculative de la physique.

À commencer par Hawking lui-même, les tentatives de résoudre le paradoxe d’un point de vue purement théorique ont conduit à une liste de solutions de plus en plus délirante . De l’existence d’univers parallèles à travers des trous noirs constitués de cordes, aux théories holographiques de l’univers qui tentent d’expliquer comment des informations peuvent être trouvées en même temps à l’intérieur d’un espace 3D (le trou noir) et affecter causalement l’espace à l’extérieur du trou. projeté sur une surface 2D (l’espace autour de la surface de l’ horizon ).

C’est une version de cette dernière théorie que Google simule dans son ordinateur quantique Sycamore. D’où la réponse brutale de Shor au sujet de la faible relation entre la simulation et le monde réel. L’accueil plutôt froid de la plupart des physiciens était à prévoir. Et cela n’a pas aidé que, comme l’a souligné Aaronson, l’utilisation d’un ordinateur quantique ne semble pas avoir amélioré la précision de la simulation.

Cette tension entre Physique de la matière condensée et Physique théorique de haut vol n’est pas nouvelle, et la subordination de la première à la seconde n’est pas fortuite. Hawking lui-même a utilisé une méthode conçue à l’origine pour expliquer le comportement complexe de la matière dans les supraconducteurs afin d’expliquer comment la courbure de l’espace du trou noir pouvait créer des particules dans son espace proche. Le présupposé de la maîtrise de l’idée sur la matière entraîne cependant un prix pour la connaissance .

L’ élégance des artifices mentaux et mathématiques imaginés par le théoricien finit par être récompensée au-dessus de toute vraisemblance ou confirmation expérimentale, et l’accumulation d’ hypothèses ad-hoc postulant de plus en plus de composantes nouvelles et indémontrables -véritable parodie de l’ empirisme- finit par imposer des explications qui impliquent des phénomènes émergents et complexes d’interaction entre le tout et les parties . Comme l’a dit le co-découvreur de l’un de ces phénomènes :

L’effet Hall quantique est fascinant pour de nombreuses raisons, mais il est important, je pense principalement pour une : il établit expérimentalement que deux postulats centraux du Modèle Standard des particules élémentaires peuvent apparaître spontanément comme des phénomènes émergents. […] Je ne sais pas si les propriétés de l’univers tel que nous le connaissons sont fondamentales ou émergentes, mais je pense que la simple possibilité de cette dernière devrait faire réfléchir les théoriciens des supercordes.

Robert T. Laughlin, discours d’acceptation du prix Nobel

Et pourtant, l’expérience de Google est importante pour des raisons qui n’ont rien à voir avec les spéculations théoriques qu’elle simule. Pour commencer, dans sa formulation du principe holographique, le modèle simule un certain type de particule extrêmement important pour l’avenir de l’informatique quantique . En 2021, la même équipe a démontré l’utilité d’utiliser un type de stratégie de correction d’erreur qui ouvre la porte à une informatique quantique efficace en utilisant des phénomènes émergents . Mais seule l’expérience la plus folle et la plus douteuse valait une campagne publicitaire concertée des médias américains.

Et c’est que tout ceci n’est pas une simple parenthèse, les ordinateurs quantiques actuels ont un sérieux problème.

LE BRUIT QUI ANNULE LES OPÉRATIONS QUANTIQUES

Dans le monde quantique, lorsque les particules interagissent, elles créent des états où le tout et les parties ont des relations très différentes de ce à quoi nous sommes habitués dans notre vie quotidienne. Par exemple, un ensemble entrelacé contient toutes les informations que nous pouvons connaître sur le système, tandis que les parties se comportent comme si elles étaient dans une somme de plusieurs états en même temps. Les ordinateurs quantiques tirent parti de ces propriétés pour effectuer des opérations qu’un ordinateur classique ne peut pas effectuer efficacement, que ce soit en raison du temps ou des ressources.

Mais ces états sont extrêmement fragiles, lorsque les pièces interagissent avec un ensemble extérieur beaucoup plus vaste, des rayons cosmiques tombent, interagissent avec des parties métalliques de l’appareil ou sont mesurés, l’état quantique s’effondre et chaque pièce acquiert un état défini à 100 %.

D’une part, cet effondrement est absolument nécessaire pour effectuer le calcul, mais d’autre part, il limite fortement le temps minimal pendant lequel les états quantiques peuvent être maintenus et exploités. Cela provoque une énorme quantité de bruit dans l’ordinateur et constitue le principal problème de conception des ordinateurs quantiques. Peu importe le nombre de qubits de l’ordinateur, cela ne sert à rien si vous ne trouvez pas un moyen de réduire le bruit. C’est pourquoi il est trompeur de mesurer la puissance d’un ordinateur quantique en fonction de son nombre de qubits, et c’est pourquoi Google peut faire plus qu’IBM alors même que les Californiens ont un ordinateur 6 fois plus petit… Et pour la même raison, les chinois les chercheurs, à leur tour, obtiennent de meilleurs résultats que Google.

Mais d’abord, organisons un peu les choses. Derrière tout ce battage médiatique, le fait est que les ordinateurs quantiques remplissent (au moins) trois fonctions principales et distinctes :

---

1. Manipulez des bits quantiques pour transmettre des informations cryptées. C’est d’ores et déjà techniquement possible et intéressant surtout du point de vue militaire et de la maîtrise des réseaux de communication .
   A lire aussi : La course quantique, du militarisme à la privatisation d’Internet , 27/07/2021
2. Simulez les systèmes quantiques mieux que les ordinateurs classiques. Par exemple, pour aider à la conception de molécules et de leurs nuages ​​d’électrons. C’est l’application originale pour laquelle les premiers ordinateurs quantiques ont été théorisés dans les années 1980. En théorie cela devrait être possible prochainement.
3. Utiliser des ordinateurs quantiques pour effectuer des tâches plus rapidement et plus efficacement que n’importe quel algorithme possible dans un ordinateur classique. C’est la fonction qui fait le plus de bruit et de loin celle qui est aujourd’hui la plus éloignée et la moins claire.

---

Le problème avec les deux dernières fonctionnalités est qu’elles ne sont toujours pas viables avec le niveau de bruit actuel… Et ce n’est pas quelque chose qui peut simplement être recouvert de plus de bruit médiatique. Par exemple, pour simuler des systèmes atomiques :

Compte tenu de l’augmentation des ressources disponibles ces dernières années, on pourrait s’attendre à ce que nous puissions maintenant faire beaucoup plus [avec les ordinateurs quantiques]. Mais une nouvelle étude réalisée par Garnet Chan du California Institute of Technology et ses collègues met cela – et le commentaire de Deutsch – en perspective. Ils ont utilisé une puce de 53 qubits liée au Sycamore de Google pour simuler une molécule et un matériau vraiment intéressants. Ils ont choisi leurs essais sans chercher à identifier les problèmes les plus adaptés à une approche quantique. L’un d’eux était le groupe de huit atomes de fer et de soufre dans le noyau catalytique de l’enzyme nitrogénase, qui fixe l’azote atmosphérique sous des formes biologiquement utilisables. Comprendre ce processus pourrait être utile pour développer des catalyseurs artificiels de fixation de l’azote.

Dans quelle mesure la puce fonctionnait-elle ? Franchement, de façon plutôt nonchalante. Chan admet qu’au début, il pensait qu’avec 53 qubits à sa disposition, ils pourraient facilement simuler ces systèmes. Mais la résolution du problème lui fit abandonner cette idée. Al mapearlos en el circuito cuántico, los investigadores pudieron hacer un intento razonable de calcular, por ejemplo, los espectros de energía del cúmulo de FeS y la capacidad calorífica de α-RuCl3, pero nada que los métodos clásicos no pudieran hacer al menos igual de bien. L’un des principaux problèmes est le bruit : les qubits actuels sont sujets à des erreurs et il n’existe toujours pas de méthodes pour les corriger.

Le défi aujourd’hui est de faire taire ce bruit en utilisant toutes sortes de conceptions intelligentes. Comment contrecarrer un bruit issu des moindres variations locales ? Les astuces les plus avancées -comme celle utilisée par Google- profitent du fait de la localité de ce bruit, imposant un ordre global au système qu’aucun bruit local ne peut briser. Comment est-ce possible? Utilisation d’idées d’une branche des mathématiques qui décrit les relations entre le tout et les parties : la topologie.

LE TOUT ET LES PARTIES

Concevoir une branche des mathématiques qui traite du tout et des parties n’est pas facile du tout. Une grande partie des mathématiques classiques traite simplement des ensembles comme une somme de parties et de propriétés locales. Quand Euclide veut montrer comment construire des polyèdres à partir de leurs polygones constitutifs, il ne peut le faire qu’à partir d’une multitude de polygones aux faces et angles parfaitement égaux et spécifiques . Le calcul décompose des figures complexes en la somme d’une infinité de parties extrêmement petites, et l’algèbre, dans sa version classique, ne semble pas beaucoup aider.

Au début du XVIIIe siècle, cela ne semble pas trop déranger Newton, qui organise ses Principia strictement géométriquement à la manière d’Euclide. Cependant, Leibniz, qui avait des préoccupations beaucoup plus larges, ne pouvait pas accepter les limites des mathématiques à l’époque. Il voulait une méthode pour décrire des ensembles et être capable de traiter les relations entre les parties sans avoir à considérer leurs positions et valeurs exactes.

Il y a quelque chose au-dessus de la géométrie locale. Si nous devons presser le côté d’une sphère, par exemple, non seulement la partie que nous pressons s’effondre, mais d’autres secteurs de la sphère se bombent vers l’extérieur comme s’ils contrecarraient les parties que nous avons effondrées. Et en fait c’est ainsi, il y a une propriété du tout qui se conserve en ajustant les parties. Cependant, comment quantifier ces propriétés n’était pas une tâche évidente.

Lorsque Euler est contacté pour tenter de résoudre explicitement l’un de ces problèmes, il répond qu’il ne comprend même pas ce qu’on lui demande :

Alors, très noble monsieur, vous voyez que ce type de solution n’a rien à voir avec les mathématiques, et je ne comprends pas pourquoi vous attendez qu’un mathématicien la produise et pas quelqu’un d’autre, puisque la solution est basée uniquement sur la raison, et votre découverte ne dépend d’aucun principe mathématique.

Lettre de Leonhard Euler à Carl Ehler, 1736

Ironie du sort, ce sera Euler qui donnera naissance à la nouvelle branche des mathématiques, la Topologie, sans même s’en rendre compte .

Le XVIIIe siècle et une bonne partie du XIXe siècle s’écouleront jusqu’à ce que les mathématiciens soient capables de mettre la nouvelle branche sur une base fonctionnelle. Pour décrire les ensembles, il est nécessaire d’utiliser une série d’opérations sur ceux-ci au lieu de mesurer des valeurs fixes comme le ferait la géométrie.

Nous allons utiliser l’exemple classique car c’est aussi celui utilisé en informatique quantique. Imaginez que nous ayons des surfaces 2D sur des objets 3D, comme la surface d’un globe. Nous pouvons marquer un point arbitraire sur sa surface et dessiner une boucle aussi grande que nous le voulons à partir de ce point (image ci-dessous). Notre opération sera de contracter cette boucle en la tirant jusqu’à ce qu’elle s’effondre dans le point d’origine, en suivant toujours la surface et sans s’en détacher.

Comme vous pouvez le voir, dans une sphère, vous pouvez réduire toutes les boucles au point de départ. Mais sur un tore (un beignet, si vous préférez), la présence du trou central signifie que les boucles sont emprisonnées et ne peuvent pas se contracter dans les deux sens. Ceci reflète la différence de propriétés globales entre une sphère et un tore et correspond littéralement à ce que la stratégie de débogage éprouvée de Google utilise .

Le schéma fonctionne comme ceci : nous étalons d’abord les qubits (imaginons qu’ils puissent être 0 ou 1 pour l’instant) sur un tableau. Comme il s’agit d’un tore, la face supérieure est reliée à la face inférieure (elle fait tout le tour ) par l’arrière et la face gauche à la face droite. C’est-à-dire que la planche n’a pas de frontières, elle revient sur elle-même. Nous avons deux opérations, le carré -qui change la valeur de tous les qubits qui l’entourent (de 0 à 1, ou de 1 à 0)- et la croix, qui donne une erreur lorsque le nombre de côtés qui convergent en un sommet est impair signalant à l’ordinateur à couplage quantique classique de trouver le chemin le plus court pour boucler la boucle.

Avec ces deux opérations appliquées en continu sur la surface on peut

1. réduire toute boucle à un point et
2. convertir toutes les lignes brisées -causées par le bruit local- en une boucle à contracter par le carré.

Mais rappelons-le : il y a 2 boucles qui ne peuvent pas être réduites en tore quoi qu’il arrive. C’est dans ces boucles que nous stockons les véritables informations quantiques que nous voulons conserver dans le système et non dans les qubits individuels.

Le nombre de boucles dans le sens horizontal ou vertical changera avec le mouvement continu des opérateurs, mais leur parité (que le nombre de boucles soit pair ou impair) est maintenue quel que soit le bruit continu dans les qubits individuels sur la carte. Si c’est assez grand, il n’y a pas de variation locale qui puisse casser l’ordre global. Pour certains lecteurs, ce domaine du global sur des parties locales variables leur rappelle probablement la nature même des phénomènes quantiques, la relation n’est pas fortuite .

Il s’agit de la version la plus simple déjà vérifiée, mais des versions beaucoup plus avancées de mécanismes topologiques ont été proposées qui utilisent des propriétés globales et des opérations plus complexes pour permettre plus de stabilité contre les erreurs… Ironiquement, en utilisant la version physique des mêmes particules que Hawking utilisait idéalement pour sa théorie .

Mais il y a bien plus, les capacités de la topologie à imposer des effets d’ensemble sur une situation locale variable ne sont pas seulement valables en tant qu’expérience mentale ou pour créer des codes de stabilisation ou des algorithmes quantiques. Jusqu’à présent, les améliorations des systèmes de transmission d’informations et d’alimentation électrique se sont concentrées sur la minimisation des défauts et des impuretés locales. Des cristaux de silicium ultra-purs à la nécessité d’amener les fils et circuits supraconducteurs à des températures ultra-froides pour éliminer l’effet délétère des fluctuations thermiques, tout cela se concentre sur l’élimination des effets locaux qui perturbent la coordination à grande échelle des particules.

Au lieu d’être obsédé par le niveau d’homogénéité de la géométrie locale, doter le système de transmission de propriétés topologiques globales est plus raisonnable et beaucoup moins gourmand en énergie. Cela peut sembler presque incroyable, mais c’est aussi ce que les premiers scientifiques qui les ont découverts croyaient il y a des décennies, non pas à partir de considérations théoriques de haut vol, mais expérimentalement et par hasard lorsqu’ils ont découvert que la réponse du matériau était presque incroyablement parfaite, quelle que soit la façon dont minable sa préparation . À l’heure actuelle, il est testé pour la transmission de données et, à l’avenir, éventuellement pour transmettre de l’énergie.

À QUOI SERT VRAIMENT UN ORDINATEUR QUANTIQUE ?

C’est bien beau, mais à quoi sert vraiment l’informatique quantique dans le monde réel ? Après tout, en même temps que les ordinateurs quantiques font l’actualité, les découvertes de nouveaux algorithmes classiques qui annulent l’avantage concurrentiel supposé des ordinateurs quantiques sont également annoncées .

Oui, les ordinateurs quantiques accompliraient des tâches beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques s’ils n’avaient pas un taux d’erreur relativement élevé. Pour de nombreux problèmes, des algorithmes classiques peuvent être trouvés qui permettent à un supercalculateur classique d’ égaler la vitesse d’un ordinateur quantique même avec une correction d’erreur . Cela ne fait aucun doute. Cependant, le mode de quantification de la prétendue suprématie quantique est quelque peu trompeur.

En fait, les ordinateurs classiques et quantiques sont des appareils encore plus différents que ce que nous avons montré jusqu’à présent. Un calculateur numérique classique déplace des unités abstraites d’information -bits- et les traite pas à pas dans son unité de traitement. Dans un système quantique, les qubits (au moins les physiques) ne sont pas du tout abstraits, ils sont en fait l’équivalent de transistors.

Et les différences ne s’arrêtent pas là, de nombreux ordinateurs quantiques ne suivent pas des programmes algorithmiques pas à pas comme un ordinateur numérique. Il existe de nombreux problèmes, principalement de distribution, mais aussi de trouver le chemin le moins coûteux entre différents points ou options, ce qui est particulièrement difficile pour les ordinateurs classiques. Mais les ordinateurs quantiques peuvent tirer parti de l’ensemble intriqué pour trouver la solution globale sans aller au coup par coup.

Comment utiliser les propriétés définies pour trouver les chemins les plus rapides avec le recuit quantique

Un ordinateur quantique comme D-Wave qui utilise les propriétés quantiques d’ensembles intriqués pour converger vers une solution sans effectuer de calcul explicite est des centaines à des milliers de fois plus économe en énergie qu’un énorme supercalculateur classique . Bien que cela puisse théoriquement être tout aussi rapide.

Cependant, cela peut être plus un inconvénient qu’un avantage dans le monde d’aujourd’hui. Au milieu d’une course entre les plus grandes capitales nationales pour produire des microprocesseurs classiques avec des billions de transistors, un mode de calcul qui ne nécessite pas de couler des montagnes de capitaux est beaucoup moins attrayant que les utilisations militaires .

Plutôt que de rendre les problèmes de distribution beaucoup plus faciles à résoudre et efficaces, ils proposent des moyens de créer de l’argent quantique ou de privatiser Internet .

Les promesses de résoudre la faim ou de concevoir des médicaments sont absurdes. Premièrement, concevoir la structure d’un médicament n’est pas la principale difficulté de son développement, un grand nombre de molécules prometteuses ont échoué parce qu’elles n’étaient pas facilement traitables par l’organisme ou parce qu’elles interagissaient avec diverses cibles imprévues. Quelque chose qui n’est pas facilement déductible de la structure des composés.

Quelque chose de similaire se produit avec le développement de procédés chimiques à l’échelle industrielle pour les engrais, qui sont bien plus qu’un problème de catalyseurs. Contrairement à ce que semble croire une bonne partie de la classe dirigeante, il ne suffit pas d’investir de plus en plus de capitaux pour résoudre les problèmes. Et les machines magiques ne suffisent pas non plus, qu’il s’agisse de lithographies pour micropuces ou d’ordinateurs quantiques pour résoudre les problèmes commerciaux des capitales nationales.

Mais le principal problème est que la raison pour laquelle l’industrie pharmaceutique ne produit pas de nouveaux antibiotiques ou médicaments contre de nombreuses autres maladies est la même raison pour laquelle elle facture des quantités atroces d’insuline à une grande partie du monde . Parce que produire de nouveaux médicaments n’est pas rentable dans la plupart des cas . Cela n’a rien à voir avec la puissance de calcul des ordinateurs. Et il en va de même pour l’industrie des engrais, il existe déjà de nombreuses alternatives à plus petite échelle et moins polluantes, mais ce que le capitalisme exige, ce sont des usines hyper concentrées dans une poignée de pays . Encore une fois, le problème n’est pas en soi technologique ou informatique, mais plutôt celui des relations sociales.

L’informatique quantique aura un grand potentiel pour un monde qui valorise la distribution et la production à grande échelle en fonction des besoins humains , mais dans un système qui écrase le travail humain, gaspille les ressources et l’énergie en abondance, et seules les valeurs s’accumulent plus que les capitaux rivaux , usages militaires et bulles spéculatives marqueront le développement.