Les ordinateurs quantiques

Ah oui : c'est mieux d'avoir un vernis en mécanique quantique on peut s'en douter, vu le titre...

Mais curieusement, pas besoin de connaitre l'informatique classique et la programmation, car ça n'a rien à voir. Ce sera même gênant, car il ne faut pas s'attendre à retrouver les outils habituels, je vous ferai les remarques au fur et à mesure.

J'ai divisé l'approche en quatre sections, car il nous faut d'abord savoir :

  1. ce qu'est un qubit,
  2. comment faire marcher plusieurs qubits ensemble, ce sont les "portes" de cette informatique très particulière,
  3. comment on en fait des algorithmes, en particulier celui de Shor (qui tue le chiffrement RSA),
  4. puis on regardera les machines qui contiennent ces fameux qubits.

1. qubit: reboot

Vous avez plus ou moins aperçu les qubits dans le cours de mécanique quantique.

Cette fois, on reprend l'apéro avec la notation de Dirac, mais ça restera terre à terre. Ceci dit, difficile d'éviter un peu de notation mathématique car TOUT repose sur des maths, car ça marche comme ça.

cubi_or_not_cubi

2. L'informatique quantique

Les portes quantiques permettent de réaliser des opérations sur des qubits, c'est ce qu'on appelle l'informatique quantique.

Mon premier code

Cette fois, il faudra aimer les matrices, car un ordinateur quantique, ça ne sait faire QUE des multiplications de matrices (de nombres complexes). C'est en fait très limité. Par contre, les matrices peuvent être très très grosses.

3. Les algorithmes quantiques

Vous avez un ordinateur quantique et des portes : maintenant, il faut le programmer. Comment, et pour faire quoi ?

Au moins pour trier avec l'algorithme de Grover, et pour décomposer en facteurs premiers avec l'algorithme de Shor

Algorithme de Grover: programme

Le pékin moyen peut apprendre à programmer, et j'ai vraiment essayé pour "sentir" si ces bêtes-là avaient une chance de marcher... Eh bien le résultat est très mitigé. Essayez vous-même !

4. Machines quantiques

C'est bien joli ces qubits et ces matrices, mais comment on fait un vrai ordinateur quantique ? Comment les qubits sont faits ? Comment on les programme ?

machine

On verra qu'il existe plusieurs sortes de qubits physiques, mais aussi une histoire d'ordinateur quantique universel et adiabatique.

Quand ça marchera vraiment...


Commencez par les qubits, surtout si vous débutez dans le domaine.