L’informatique quantique pourrait nous fournir des machines beaucoup plus puissantes que celles d’aujourd’hui, mais nous avons encore un long chemin à parcourir, affirment des spécialistes du domaine.
Jusqu’à présent, l’histoire technologique du siècle a été l’arrivée massive de l’intelligence artificielle générative, qui est à l’origine des capacités étonnantes de systèmes tels que ChatGPT et qui est rapidement absorbée dans notre vie quotidienne.
Qu’il s’agisse d’imiter la créativité humaine, d’agir comme un conseiller empathique ou d’éliminer les tâches bureaucratiques, l’IA générative a suscité un élan d’enthousiasme sans précédent quant à ses avantages potentiels.
Les aspects négatifs possibles sont tout aussi préoccupants : pertes d'emplois catastrophiques, désinformation généralisée et même, à l’extrémité la plus inquiétante de l’échelle, extinction de l’humanité. Aussi éloignée que puisse paraître cette dernière possibilité, les gros titres les plus choquants d’aujourd’hui sur l’IA pourraient bientôt être relégués au rang de notes de bas de page.
En effet, une technologie susceptible de dépasser le rythme de changement représenté par la révolution des technologies génératives attend dans les coulisses, une technologie qui pourrait également fournir à l’IA le carburant dont elle a besoin pour passer du simple sensationnel à une transformation massive et universelle : l’informatique quantique.
![Os recentes e rápidos avanços na IA generativa, que começaram na metade da década de 2000, são um sinal para muitos de que a primavera para a aprendizagem de máquina finalmente chegou. Acima: "Renascimento da pintura de Kanye West por Raphael" criada por IA. Foto: Stable Diffusion.](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-115.png)
Une fois opérationnels, les ordinateurs quantiques augmenteraient la vitesse de traitement de manière exponentielle, ce qui améliorerait considérablement notre compréhension du monde, depuis les structures moléculaires complexes des choses (c’est-à-dire la chimie de pratiquement tout) jusqu’à la manière dont les systèmes (tels que les économies, le mouvement des personnes dans les villes, la météo) interagissent les uns avec les autres de manière apparemment infinie et imprévisible.
Une voie pourrait alors s’ouvrir pour guérir des maladies telles que le cancer et la maladie d’Alzheimer, ou pour créer de l’énergie propre avec des implications pour l’environnement qui permettraient de sauver la planète. La promesse dorée de l’informatique quantique est tout simplement trop spectaculaire pour qu’on y résiste.
De plus, l’informatique quantique est un complément naturel de l’IA. Alors que l’IA apporte la capacité de s’améliorer et d’apprendre de ses erreurs, les ordinateurs quantiques ajoutent de la vitesse et de la puissance.
Sundar Pichai, PDG de Google, a déclaré que « l’IA peut accélérer l’informatique quantique, et l’informatique quantique peut accélérer l’IA », donnant ainsi naissance à un partenariat qui promet de faire pour l’intelligence artificielle artificielle ce que Lennon et McCartney ont fait pour la musique populaire.
Pendant des décennies, les machines intelligentes ont connu un « hiver de l’IA » : elles parvenaient à battre les humains aux échecs et aux jeux de quiz, mais elles étaient rapidement surestimées et n’atteignaient pas leur plein potentiel.
Les récents progrès rapides de l’IA générative, qui ont débuté au milieu des années 2000, sont pour beaucoup le signe que le printemps de l’apprentissage automatique est enfin arrivé.
Le même schéma de progrès pourrait bientôt s’appliquer aux ordinateurs quantiques, qui pourraient représenter « l’une des réalisations scientifiques et technologiques les plus spectaculaires de ce millénaire – un jalon dans l’ingéniosité et l’aspiration de la connaissance humaine », déclare le professeur Giulio Chiribella, directeur de l’Initiative pour l’informatique et l’information quantiques à l’université de Hong Kong.
![Professor Giulio Chiribella, diretor da Iniciativa de Informação e Computação Quântica (QICI) na Universidade de Hong Kong. Foto: Professor Giulio Chiribella.](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-116-878x1024.png)
Des milliards de dollars sont dépensés dans le monde entier par le secteur privé et les gouvernements pour y parvenir (l’investissement de la Chine dans l’informatique quantique depuis le milieu des années 1980 est estimé à environ 25 milliards de dollars), mais ce ne sera pas facile.
La création d’un ordinateur quantique pleinement fonctionnel est une tâche très difficile, car les ordinateurs quantiques ne ressemblent en rien aux smartphones, aux ordinateurs portables, aux ordinateurs de bureau ou même aux superordinateurs d’entreprise – collectivement appelés « ordinateurs classiques » – qui ont façonné le paysage numérique actuel et sur lesquels nous nous sommes habitués à compter.
Au lieu des « bits » ordinaires (chiffres binaires : les plus petites unités d’information) d’un ordinateur classique, les ordinateurs quantiques sont construits avec des « qubits » (bits quantiques).
Alors que les bits peuvent être décrits comme des interrupteurs qui sont soit allumés, soit éteints, grâce à la nature fondamentalement étrange de la physique quantique – un domaine d’incertitude et de probabilité – les qubits peuvent être allumés et éteints en même temps, et dans une grande variété d’états intermédiaires.
Cela semble impossible, mais c’est ainsi que se comportent les particules subatomiques, et les qubits sont constitués d’atomes et de particules subatomiques.
Compte tenu de l’échelle et de la nature incertaine des qubits, il est extrêmement difficile de les contrôler de manière précise et reproductible. C’est pourquoi Chiribella insiste sur le fait que « la construction d’un véritable ordinateur quantique reste un énorme défi ».
Parce qu’ils sont intrinsèquement fragiles, les qubits doivent être isolés de toute interférence extérieure, qu’il s’agisse d’une observation humaine ou d’une interaction avec des particules voisines.
Une fois compromis, les qubits entrent dans un état de « décohérence » et deviennent – dans le jargon des laboratoires quantiques – « bruyants ».
![O presidente dos Estados Unidos, Joe Biden, e o CEO da IBM, Arvind Krishna, em 2022. Foto: TNS.](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-117-1024x682.png)
La gestion de ce problème de bruit est l’une des principales difficultés rencontrées par les informaticiens quantiques. L’une des approches permettant de contrôler les qubits volatils consiste à les maintenir à une température proche du zéro absolu (moins 273 degrés Celsius/ moins 460 degrés Fahrenheit, soit à peu près la même température que l’endroit le plus froid de l’espace), où ils sont le plus stables, ce qui explique pourquoi les structures qui les entourent ressemblent à d’énormes chandeliers en laiton : ces tubes interconnectés éblouissants sont simplement l’équipement de refroidissement.
Compte tenu de ces exigences, on peut supposer que personne ne se rendra bientôt au travail avec un ordinateur portable quantique, mais en laboratoire, on commence à entrevoir l’énorme potentiel de l’informatique quantique.
L’objectif ultime est une augmentation exponentielle de la vitesse et de la puissance par rapport aux ordinateurs classiques, qui traitent les informations de manière linéaire. Les ordinateurs quantiques individuels, quant à eux, sont conçus pour effectuer de nombreux calculs en parallèle, en même temps.
Bien sûr, il est possible de connecter plusieurs ordinateurs classiques pour qu’ils travaillent en parallèle, mais aucun de ces arrangements ne pourrait surpasser en vitesse un seul ordinateur quantique puissant. Des calculs complexes qui prendraient des milliers d’années aux superordinateurs classiques pourraient, en théorie, être effectués par des ordinateurs quantiques en quelques minutes.
Pour comprendre comment cela fonctionne et réaliser l’impact potentiel des ordinateurs quantiques, il est utile d’avoir quelques notions de physique quantique.
Les premiers aperçus du monde microscopique de la mécanique quantique proviennent des mathématiques et des expériences mentales d’Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger et Werner Heisenberg, entre autres, au cours de la première moitié du XXe siècle.
La réalité qu’ils ont décrite était presque impossible à comprendre, même de leur propre aveu.
![O físico Albert Einstein ofereceu os primeiros vislumbres do mundo quântico. Foto: AP.](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-118-1024x787.png)
Dans son livre de 1992, « Dreams of a Final Theory », le regretté auteur et physicien Steven Weinberg se sentait tout à fait justifié d’utiliser la mythologie fantastique wagnérienne pour décrire les visions offertes par la théorie quantique : « Nous nous sentons souvent comme Siegfried après avoir goûté au sang du dragon, lorsqu’il découvrit avec surprise qu’il pouvait comprendre le langage des oiseaux »
Le fait que l’un des scientifiques les plus éminents du monde ait trouvé la vision du monde quantique si magique donne la mesure de la fascination qu’elle exerce et du merveilleux potentiel qu’elle recèle.
C’est un fait indéniable : le monde quantique est profondément étrange et contre-intuitif. En effet, la façon dont les choses se comportent au niveau subatomique est profondément étrange et contre-intuitive.
L’idée d’un univers « mécaniste » – établie par Isaac Newton et sa mécanique classique pré-Einstein – semblait relativement logique et accessible. La vision quantique de la réalité est beaucoup plus perplexe et moins intuitive que la version newtonienne, mais c’est quelque chose que nous devons accepter.
« La nature n’est pas classique, bon sang ! », proclamait le physicien Richard Feynman en 1981, lorsque l’application de la théorie quantique à l’informatique a été sérieusement envisagée pour la première fois.
Pour comprendre la nature nébuleuse de la réalité quantique, Feynman suggérait que nous aurions besoin d’un nouveau type d’ordinateur : un ordinateur quantique.
Deux des aspects les plus étranges de la mécanique quantique – la superposition et l’intrication – jouent un rôle crucial dans l’informatique quantique.
La superposition quantique confère aux qubits leur qualité « on et off en même temps », sans laquelle il n’y aurait pas d’ordinateurs quantiques, et l’intrication quantique confère aux ordinateurs quantiques leur immense puissance, augmentant la capacité de traitement à des niveaux exponentiels par rapport aux ordinateurs classiques.
![Richard Feynman, professor de física de longa data no Caltech e laureado com o Nobel. Foto: Arquivos do Caltech](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-119-821x1024.png)
Ces deux caractéristiques sont extrêmement étranges par rapport au monde qui nous entoure. La superposition, qui concerne la mesure et l’observation des particules, a donné lieu à une série d’expériences de pensée pittoresques, la plus célèbre étant le chat de Schrödinger (nommé d’après Erwin), enfermé dans une boîte, invisible, théoriquement vivant et mort à la fois.
Il y a donc ce paradoxe, et personne ne sait exactement ce qui se passe avec l’intrication – pas même les physiciens les plus intelligents – parce qu’elle propose qu’une paire de particules puisse partager une propriété qui les unit comme un seul objet, quelle que soit la distance qui les sépare : l’une peut être ici sur Terre, l’autre peut être quelque part à l’autre bout de l’univers, cela n’a pas d’importance, elles sont toujours unies comme une seule et même chose.
L’intrication était un défi même pour Einstein, qui la qualifiait d' »action fantomatique à distance », mais au cours du siècle qui s’est écoulé depuis sa découverte, les expériences ont prouvé que l’intrication est réelle.
Grâce aux effets vérifiables de la superposition et de l’intrication, l’idée d’un ordinateur quantique entre dans le domaine du possible, du moins en théorie.
Cependant, la création d’un ordinateur quantique dans le monde réel exige bien plus qu’une simple connaissance de la mécanique quantique, et les plus grandes avancées vers une machine quantique pratique – une sorte de moment « eurêka » – sont venues des mathématiques et des algorithmes révolutionnaires mis au point par Peter Shor, professeur de mathématiques appliquées au Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Les algorithmes sont des ensembles de règles qui permettent aux ordinateurs d’effectuer des calculs. En 1994, Shor en a écrit un, immortalisé sous le nom d' »algorithme de Shor », qui a effectivement fourni des instructions pour les ordinateurs quantiques imaginés par Feynman.
![Muitos trabalhos sobre computação quântica são realizados no Caltech, em Pasadena, Califórnia. Foto: Arquivos do Caltech](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-120-1024x518.png)
En d’autres termes, il a écrit le logiciel autour duquel le matériel quantique pourrait être conçu et, ce faisant, il a lancé la course à un dispositif quantique utile dans la vie réelle.
Jungsang Kim, cofondateur et directeur de la technologie d’IonQ, dont la mission est de construire les meilleurs ordinateurs quantiques au monde, est plongé dans les défis de la fabrication et du contrôle des qubits depuis près de vingt ans.
« Le secret des qubits est le suivant : on peut avoir autant de qubits que l’on veut, mais les qubits ne sont pas des ordinateurs quantiques, tout comme le silicium ou le sable que l’on trouve sur les plages ne sont pas des ordinateurs », explique-t-il.
« Premièrement, il faut pouvoir dire à l’ordinateur ce qu’il doit faire. Deuxièmement, il doit fournir la bonne réponse de manière fiable. Le défi de l’informatique quantique réside dans le fait que les erreurs sont encore importantes.
« Ainsi, lorsque vous demandez à votre ordinateur quantique d’effectuer un calcul spécifique, le matériel informatique n’est pas parfait et, à un moment donné, il est submergé par le bruit et se contente de faire des choses aléatoires.
« Lorsqu’un ordinateur quantique fait des choses aléatoires, quel que soit le nombre de qubits que vous avez, vous obtiendrez des résultats non valides
Cependant, la solution au problème des résultats non valides des qubits est relativement simple : la correction d’erreurs. Selon la plupart des estimations, environ 90 % de la puissance de traitement d’un ordinateur quantique devra être consacrée à la correction des erreurs du qubit.
La bonne nouvelle pour les informaticiens quantiques est qu’avec les bons algorithmes, c’est tout à fait possible. « L’idée maîtresse est qu’il n’est pas nécessaire de se préoccuper des erreurs des qubits », explique Spiros Michalakis, physicien mathématicien à l’Institut de l’information et de la matière quantiques (Institute for Quantum Information and Matter), qui fait partie de l’Institut de technologie de Californie (Caltech), à Pasadena.
« Tout ce dont il faut se préoccuper, c’est d’un autre algorithme plus simple avec des caractéristiques supplémentaires, que nous appelons correction quantique des erreurs, parce que vous trouvez les erreurs, vous les corrigez et vous continuez le calcul
IonQ, considéré comme l’un des leaders dans la course à un ordinateur quantique utile, suit ce que l’on appelle l’approche « ion piégé » pour les qubits, dans laquelle des atomes d’un élément de terre rare (yttrium) sont capturés et maintenus en place par des champs électromagnétiques.
« Il ne nous reste plus qu’à continuer d’innover pour que la technologie s’étende », déclare M. Kim, qui espère avoir réalisé des progrès mesurables « d’ici le milieu de la décennie ».
Même si ses méthodes sont couronnées de succès, la concurrence est rude : la technique des ions piégés de IonQ est l’une des nombreuses approches de l’informatique quantique, chacune reposant sur différents types de matériel et différentes variétés de qubits.
Comme l’explique le cosmologiste Andrew Pontzen dans son nouveau livre, « The Universe in a Box » : « Le matériel précis n’a pratiquement aucune importance – il peut être basé sur des atomes, de la lumière, des métaux supraconducteurs ou tout autre élément présentant un comportement quantique ».
Les machines à qubits supraconducteurs en cours de développement par un certain nombre d’entreprises célèbres – dont Amazon Web Services, Google, IBM, Intel, Alibaba (propriétaire du South China Morning Post) et Baidu – ont attiré l’attention parce que le matériel comprend ces structures de refroidissement en forme de chandelier conçues pour contrôler les qubits volatils.
![Spiros Michalakis é um físico matemático no Instituto de Informação Quântica e Matéria (IQIM) no Caltech. Foto: Spiros Michalakis](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-121-1024x627.png)
« La minuscule puce qui contient les qubits est à peine visible à l’œil nu », explique Spiros Michalakis lors de notre rencontre sur le campus de Caltech, où Feynman a enseigné et Shor a étudié.
« Tout le reste est là pour refroidir [la puce], afin qu’elle reste quantique et ne soit pas perturbée par l’environnement
Le physicien théorique Alexei Kitaev a développé indépendamment une approche complètement différente du qubit – l’informatique quantique topologique – et Microsoft s’en est servi comme base pour ses propres ambitions quantiques.
Quelle que soit la méthode qui aboutira la première, ou si la meilleure solution pour le matériel quantique se trouve ailleurs, il ne sera pas facile de surmonter les difficultés matérielles et la tolérance aux pannes.
Toutefois, une fois pleinement fonctionnels, les ordinateurs quantiques seront capables de réaliser des choses que M. Michalakis qualifie d' »incroyables ». Nous pourrions voir, par exemple, des améliorations significatives dans la technologie des batteries.
En prévision de ces avantages, l’industrie automobile collabore déjà avec des pionniers de l’informatique quantique.
Daimler a fait équipe avec IBM, Volkswagen avec D-Wave Systems (une société canadienne d’informatique quantique) et Hyundai avec IonQ.
![Uma armadilha de íons IonQ montada dentro de uma câmara a vácuo. Foto: Kai Hudek/IonQ](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-122-1024x678.png)
« Si vous pouvez augmenter la densité énergétique de votre batterie d’un facteur supplémentaire de deux, trois ou quatre, alors au lieu de 300 miles (480 kilomètres), vous pourrez parcourir 600 miles et 1 200 miles en une seule charge », explique M. Kim. « Cela permet de franchir le seuil à partir duquel les batteries deviennent beaucoup plus intéressantes que les combustibles fossiles. Nous pourrons alors avoir un impact réel sur le réchauffement climatique et tous ces problèmes
Une meilleure connaissance, grâce à l’informatique quantique, de la nitrogénase – l’enzyme bactérienne qui convertit l’azote en ammoniac – pourrait faire une grande différence dans nos vies, selon Kim.
« Il existe une méthode classique de conversion de l’azote en ammoniac, appelée processus Haber-Bosch, qui consomme une bonne partie de l’énergie que nous produisons la nuit pour fabriquer des engrais.
« Les bactéries le font à température ambiante, mais nous n’en comprenons pas la dynamique de base parce qu’elle est très compliquée.
« Maintenant, si vous pouvez vraiment comprendre cela, cela signifie-t-il que nous pouvons économiser 10 % de la consommation d’énergie utilisée aujourd’hui pour la fabrication d’engrais ? Absolument
De même, les mystères de la séquestration du carbone pourraient être élucidés par l’informatique quantique, avec des avantages évidents pour les efforts visant à inverser le réchauffement de la planète.
La conception de médicaments au niveau moléculaire pourrait être révolutionnée, ce qui ouvrirait de nouvelles possibilités pour les vaccins et, par exemple, le traitement personnalisé du cancer.
![CEO do Google, Sundar Pichai (à esquerda), e Daniel Sank com um dos computadores quânticos do Google em um laboratório em Santa Barbara, Califórnia, EUA, em 2019. Foto: Reuters](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-123-1024x609.png)
Cela ne fait aucun doute : avec une informatique quantique efficace, notre compréhension des processus chimiques pourrait devenir divine. La finance et l’investissement pourraient également être révolutionnés par les qubits. L’énorme variété de facteurs à l’origine des fluctuations du marché permet un éventail presque infini de résultats possibles, et la modélisation de ces possibilités serait relativement simple pour les ordinateurs quantiques.
Les prévisions des mouvements du marché deviendraient beaucoup plus précises. Les ordinateurs quantiques seraient également une solution naturelle aux problèmes d’optimisation des coûts et d’efficacité : « Comme je le dis aux entrepreneurs, prenez n’importe quel algorithme dont vous avez besoin pour la logistique de votre entreprise, et voyez si ces théoriciens ont développé un algorithme quantique capable de le piloter », déclare M. Michalakis.
« Ce serait une véritable transformation pour la vie
Pour l’instant, nous restons dans l’ère NISQ – Quantum Noisy Intermediate-Scale – en attendant le moment décisif de la suprématie quantique, lorsqu’un ordinateur quantique démontrera sans équivoque des avantages significatifs par rapport aux ordinateurs classiques.
Avec sa machine Sycamore de 53 qubits, Google a prématurément revendiqué la suprématie quantique en 2019 – ce qui reste une étape fantastique selon M. Michalakis – suivie par des revendications similaires de la part de chercheurs chinois en 2020.
« Une équipe dirigée par le professeur Pan Jianwei de l’Université des sciences et technologies de Chine a mené une expérience révolutionnaire au cours de laquelle un ordinateur quantique basé sur la lumière, appelé Jiuzhang, a réalisé un calcul plus rapide que le meilleur algorithme classique connu à l’époque », explique M. Chiribella.
« Cette expérience a permis d’augmenter la vitesse d’environ un billion de billions de fois par rapport à une simulation classique par force brute. Aujourd’hui, elle est largement considérée comme l’une des étapes majeures dans la quête de la suprématie quantique »
![O computador quântico Jiuzhang (acima) superou o melhor algoritmo clássico conhecido em um teste de computação. Foto: Universidade de Ciência e Tecnologia da China](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-124-1024x576.png)
En 2021, Pan a adopté l’approche des qubits supraconducteurs avec un processeur quantique de 66 qubits appelé Zuchongzhi, qui a depuis été utilisé dans « un certain nombre d’applications intéressantes pour l’étude de la chimie quantique et de la matière quantique », explique M. Chiribella.
Cependant, l’exaltation totale de l’informatique quantique n’est pas encore universellement acceptée. Les observateurs soulignent la nature sélective des calculs utilisés pour déterminer la suprématie et les défis continus de la correction d’erreurs comme preuve que la grande aube de l’ère de l’ordinateur quantique a été retardée.
« La suprématie quantique pose deux problèmes », ajoute M. Chiribella. « L’un est de l’atteindre, l’autre est de savoir avec certitude que nous l’avons atteinte
Michalakis, comme la plupart des experts dans ce domaine, fait preuve de patience. « Nous essayons de répandre dans le monde des esprits clairs, capables d’absorber le flux d’excitation et de l’éloigner de l’exagération pour l’orienter vers une recherche plus profonde et plus réfléchie », explique-t-il.
« Je suis un optimiste extrême. Je crois que tout est possible : l’univers vous donnera ce que vous voulez, mais il faut le demander gentiment
Il existe de nombreuses tâches pour lesquelles les ordinateurs classiques sont très performants, et il n’est pas logique de se tourner vers un ordinateur quantique.
Jungsang Kim, cofondateur et directeur de la technologie, IonQ
Lorsqu’on lui demande dans combien de temps un ordinateur quantique puissant verra le jour, le gourou des algorithmes Shor adopte une approche réaliste et prudente : « Je pense que les ordinateurs quantiques vont continuer à s’améliorer et qu’ils seront finalement assez puissants pour faire quelque chose de vraiment utile, peut-être dans 20 ou 30 ans », déclare-t-il. « Peut-être que si nous sommes intelligents, cela ne prendra pas autant de temps. Mais il faudra plusieurs percées »
En attendant la prochaine percée, à quoi ressemblera l’avenir immédiat de l’informatique quantique ?
« Je pense que nombre de ces méthodologies, au fur et à mesure que nous les explorerons, se révéleront être des problèmes hybrides », explique M. Kim.
« Il y a de nombreuses tâches pour lesquelles les ordinateurs classiques sont vraiment bons, et il n’est pas logique de se tourner vers un ordinateur quantique. Je pense que nous devrions utiliser toutes les munitions dont nous disposons en termes de puissance de calcul classique, puis obtenir le coup de pouce – que les ordinateurs classiques ne fourniront jamais – grâce à l’informatique quantique. »
L’une des erreurs commises par de nombreuses personnes, explique M. Shor, « est qu’elles pensent qu’un ordinateur quantique peut faire tout ce qu’un ordinateur classique peut faire, mais beaucoup, beaucoup plus vite. Or, il s’avère que l’on ne peut accélérer que certains problèmes sur un ordinateur quantique ». D’où la probabilité d’une approche hybride comme celle suggérée par Kim.
![A última geração da armadilha de íons da IonQ. Foto: Kai Hudek/IonQ](https://andrelug.com/wp-content/uploads/2023/08/image-125-1024x678.png)
La direction que pourrait prendre cette feuille de route est sujette à spéculation, mais tous les scénarios sont basés sur l’équilibre entre promesses et dangers qui est devenu familier avec l’essor récent de l’IA générative.
Par exemple, les ordinateurs quantiques n’auraient guère de difficultés à décrypter les codes de cryptage des données et de cybersécurité actuels et, par mesure de précaution, des outils permettant de résister aux futures cyberattaques des dispositifs quantiques – qui n’ont pas encore été construits – sont déjà en cours de conception.
D’autre part, les nouveaux types de clés de cryptage générés par les ordinateurs quantiques pourraient être beaucoup plus sûrs que les protocoles actuels. L’impact du succès quantique sur l’état de la supériorité informatique dépendra donc du moment et du lieu de son arrivée.
La lueur d’une épée à double tranchant apparaît également lorsque l’on pense au partenariat attendu entre l’informatique quantique et l’IA.
D’un côté, les eaux sombres de la menace existentielle ; de l’autre, comme l’écrit le physicien théoricien Michio Kaku dans son dernier livre, « Quantum Supremacy », la promesse d’un avenir radieux sous-tendu par une intelligence au-delà de l’humain : « L’IA a la capacité d’apprendre de nouvelles tâches complexes, et les ordinateurs quantiques peuvent lui fournir la puissance de calcul dont elle a besoin […] »
« En fait, la fusion des deux pourrait révolutionner tous les domaines de la science, modifier nos modes de vie et changer radicalement l’économie.
« L’IA nous donnera la possibilité de créer des machines apprenantes qui peuvent commencer à imiter les capacités humaines, tandis que les ordinateurs quantiques peuvent fournir la puissance de calcul nécessaire pour créer à terme une machine intelligente. »
En juin dernier, Pan et son équipe ont annoncé une nouvelle étape importante pour leur machine de Jiuzhang : lors de tests, elle a effectué certains types de calculs nécessaires à l’IA 180 millions de fois plus vite que le superordinateur le plus rapide du monde.
Malgré les bruits et les erreurs, Jiuzhang peut encore produire des résultats impressionnants : de quoi rendre très optimistes ceux qui sont déterminés à voir enfin le jour où ils pourront laisser l’hiver quantique derrière eux.
D’ici là, nous pouvons nous occuper en réalisant de plus en plus que quelque chose de profondément philosophique a commencé à imprégner notre conscience commune depuis les laboratoires des pionniers de la quantique.
La physique quantique nous dit qu’il faut occuper tous les points de vue possibles parce qu’il n’y a pas de point de vue fondamental qui soit meilleur que celui de quelqu’un d’autre.
Spiros Michalakis, Institut de l’information et de la matière quantiques, Caltech
Pour de nombreux physiciens et mathématiciens, chaque étape du voyage vers des ordinateurs quantiques fonctionnels et révolutionnaires présuppose la reconnaissance d’un objectif encore plus profond : une meilleure compréhension de la nature de la réalité.
Cela pourrait également signifier que la nature même de la compréhension doit être reconsidérée.
« La révolution de la physique quantique consiste aujourd’hui à opérer un changement de point de vue copernicien », déclare M. Michalakis, évoquant le vaste nuage de possibilités que recèle l’essence improbable des qubits.
« La physique quantique vous dit que vous devez occuper tous les points de vue possibles, parce qu’il n’y a pas de vérité fondamentale. Il n’y a pas de point de vue fondamental qui soit meilleur que celui d’un autre. Tout le monde est connecté
Pour Michalakis, cette convergence des qubits, des mathématiques et de la philosophie est cruciale, éclairante et – dans notre univers quantique – inévitable : « On se rend compte à un moment donné qu’il y a eu un malentendu sur ce que nous devons poursuivre en tant qu’êtres humains. La recherche de la vérité ? C’est une erreur. S’il n’y a pas de vérité unique – et s’il n’y a que l’illusion d’une vérité commune – alors il ne faut pas chercher la vérité. Il faut chercher à comprendre » Avec le contenu du SCMP.