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L'ordinateur quantique… Disponible demain ?

Un ordinateur quantique peut en théorie résoudre en quelques secondes des problèmes que les ordinateurs actuels mettraient des années à élucider. C’est cette puissance de calcul inégalée, des millions de fois supérieure à celle des ordinateurs actuels, qui leur donne leurs 
« super pouvoirs ». Parmi leurs possibilités, on parle de créer de nouveaux médicaments, modéliser le fonctionnement de l’univers, mieux prédire la météo, ou simuler le comportement de la matière au niveau moléculaire…Alors, quand ces machines seront-elles au point ? Que permettront-elles de faire exactement et quand ? On fait le point sur la question. 
 

L’ordinateur quantique kézako ?
Dans l’informatique classique, les données sont obligatoirement traitées dans un état binaire – 0 (ex. désactivé / faux / noir) ou 1 (ex. activé / vrai / blanc). Pourtant, ces ordinateurs sont mis face à leurs propres limites lorsqu’ils se retrouvent confrontés à un problème de variables multiples. 
Dans ce cas, les ordinateurs doivent effectuer un nouveau calcul chaque fois qu'une variable est modifiée. Chaque calcul est un chemin unique vers un résultat unique.
L’analogue quantique du bit, le qubit, lui, permet de traiter les données dans un large spectre de possibles. En théorie, on peut alors transmettre une infinité d’informations avec un seul qubit grâce à une combinaison de 0 et de 1 en même temps, selon le principe de superposition. 
C’est cette possibilité d’emprunter un nombre gigantesque de chemins qui rend les ordinateurs quantiques bien plus rapides que les ordinateurs classiques. Les ordinateurs quantiques ne remplaceront pas les systèmes actuels, mais seront utilisés pour différents types de problèmes, incroyablement complexes.

 

Pour quels usages ?
Un ordinateur quantique pourrait également permettre d’inventer des molécules ou encore de simuler de manière exacte des réactions chimiques qui nous paraissent encore mystérieuses. Les problématiques qui pourraient être résolues grâce au quantique ne sont aujourd’hui pas toutes connues. C’est, entre autres, ce sur quoi les acteurs de la recherche travaillent aujourd’hui. Mais de là à les avoir tout de suite à la maison, il y a une galaxie ! les qubits nécessitent un environnement aux conditions particulières. Un milieu extrêmement froid, à une température proche du zéro absolu peut permettre de travailler avec les qubits pendant de longues périodes de temps. À l’opposé, toute chaleur dans le système peut introduire des erreurs.

 

Quid de la place de la France ? 
En France, l’écosystème quantique tend à se structurer : scientifiques, industriels, startups, ou encore décideurs politiques se sont déjà lancés dans la course à l’accélération quantique, en travaillant notamment sur le déploiement d’infrastructures quantiques, mais aussi sur ce qui permettra d’exploiter et de développer les possibilités offertes par les architectures matérielles. Emmanuel Macron a ainsi présenté le 21 janvier dernier, le Plan quantique français, dont le Programme et équipements prioritaires de recherche dédié est coordonné par le CEA1, le CNRS2 et l'INRIA3.

 

Et à l’étranger ? 
Plusieurs actions majeures aux États-Unis, au Royaume-Uni, aux Pays-Bas ou encore au Danemark, impliquent aujourd'hui de très grands industriels tels Google ou Intel et mobilisent des financements de plusieurs dizaines de millions d'euros. Au niveau européen, un conglomérat sur l'ingénierie quantique a été décidé en 2016 et a démarré en 2018 avec l'ambition d'amener les technologies quantiques sur le marché. Le financement annoncé est d'au moins un milliard d'euros, apporté par la Commission européenne et les États membres sur dix ans. 

 

1 : CEA, Commissariat à l’Energie Atomique et aux énergies alternatives (CEA), organisme public de recherche à caractère scientifique, technique et industriel ( EPIC ).
2 : CNRS, Centre National de la Recherche Scientifique, organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation.
3 : INRIA, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique, établissement public à caractère scientifique et technologique.

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