Les ordinateurs quantiques
Machines quantiques

La définition d'un ordinateur quantique, usuellement acceptée, est celle d'IBM / David DiVincenzo :

1. Pouvoir initialiser tous les qubits dans un état bien défini (|0000…>) au début du calcul.
2. Etre capable de mesurer les qubits à la fin du calcul.
3. Les qubits doivent avoir un temps de décohérence suffisamment long: beaucoup plus long que la durée d'opération d'une porte (genre 1000 à 10000 fois).
4. Disposer de suffisamment de portes quantiques pour pouvoir effectuer toutes les opérations quantiques.
5. L'architecture du système doit être en mesure d'accommoder un grand nombre de qubits.

Après ce qu'on a vu, on se doute que les portes ne vont pas être "gravées dans le marbre du silicium" comme des NAND dans un microprocesseur classique, seule la "mémoire" est matériellement fixe et localisée, exception faite du cas notable des photons.

On a aussi vu qu'il suffisait de quelques portes de base pour engendrer n'importe quel algorithme. Donc on s'attend à ce que l'implémentation physique soit relativement "simple" de ce point de vue, les compilateurs devant transformer les concepts complexes en une suite de portes acceptées par l'ordinateur quantique.

Le temps de décohérence est faible actuellement voire très très faible et ceci à cause de l'interaction avec l'environnement —en gros parce que de l'énergie est échangée, autrement dit de la dissipation. C'est ce qui rend les ordinateurs quantiques difficiles à faire : il ne faut aucun échange non désiré avec l'extérieur. Mais c'est aussi pour la même raison que les ordinateurs classiques fonctionnent si bien: chaque porte dissipe de l'énergie, ce qui l'empêche de se mettre à osciller comme une folle à chaque transition.

On espère compenser (un peu) cette histoire de décohérence en ajoutant des qubits qui serviront à faire de la correction d'erreur par redondance. Du coup, il faut encore plus de qubits que le minimum indiqué par les algorithmes.

Sachez qu'il existe au moins deux classes d'ordinateurs quantiques, sans compter le bizarre :

• les ordinateurs quantiques "universels", la voie royale, ceux qu'on veut avoir
• les ordinateurs quantiques "adiabatiques", qui ne résoudront qu'une certaine classe de problème, la killer application étant la factorisation.
• les ordinateurs à bits probabilistes, ça ressemble à du qubit mais ce n'en est pas.