L’informatique Quantique 2


Comprendre (simplement) le deep learning avec un directeur de Google

Vous aimeriez bien comprendre concrètement ce qu’est le deep learning en intelligence artificielle ? Emmanuel Mogenet, directeur de Google Research Europe, en explique très clairement les enjeux à Sciences et Avenir dans cette interview filmée.

Publié par Sciences et Avenirs

Par Sarah Sermondadaz le 14 avril 2017

Quelle différence entre informatique traditionnelle et deep learning (apprentissage machine profond à l’aide de réseaux neuronaux) ? Si vous n’y comprenez rien, lisez (ou écoutez, grâce à notre vidéo ci-dessus) les explications très claires apportées par Emmanuel Mogenet, directeur de Google Research Europe, qui intervenait à l’occasion du deuxième sommet des start-up organisé par Sciences et Avenir et Challenges. L’occasion pour ce dernier de détailler les thématiques de recherche au cœur de Google Research Europe, dont les équipes sont basées à Zurich, en Suisse. « Nos recherches fondamentales s’articulent autour de trois questions principales : la compréhension du langage naturel, la perception par ordinateur, et enfin le deep learning« , détaille-t-il.

Un moteur de recherche qui comprend vraiment les requêtes

La sémantique, ou compréhension du sens des mots, est à cet égard essentielle à Google afin de perfectionner son moteur de recherche. « Lorsqu’un internaute nous soumet une requête, pour répondre le mieux possible nous devons la comprendre. Or jusqu’à peu, même si on parvenait à y associer une réponse, le sens profond de la question nous échappait. »

Sens commun

Une frontière qui vole actuellement en éclats, notamment grâce au deep learning. « Notre plus grand défi, c’est d’enseigner aux ordinateurs le sens commun, auquel notre langage naturel fait en permanence référence. Nous partageons une représentation du monde grâce à laquelle nous nous comprenons, mais que ne partagent pas les ordinateurs. Pour nous, il est implicite de trouver une vache dans l’herbe, ou de ne jamais rencontrer de girafe sur les ailes d’un avion. » Autant de distinctions entre ce qui est sensé et ce qui ne l’est pas qui ne vont pas de soi pour les machines.

Le deep learning, révolution de l’apprentissage par l’exemple


« Au cours des 10 dernières années, le deep learning a considérablement changé la donne en informatique, se souvient Emmanuel Mogenet. Auparavant, c’est à dire dans les années 1980 et 1990, apprendre quelque chose à un ordinateur, c’était le programmer. » Mais un programme peut-être compliqué à écrire, donner lieu à des bugs… et surtout, il doit contenir des instructions explicites, qu’il n’est pas toujours aisé de fournir sur certains sujets complexes. « Lorsque je marche, je suis incapable de décrire précisément le mouvement de chacun de mes muscles », constate le chercheur. « La vraie révolution du deep learning, c’est l’apprentissage par l’exemple », décrypte-t-il. De quoi permettre aux machines de reproduire les comportements cognitifs que l’être humain lui-même ne sait pas expliquer ! « Par exemple, en montrant à l’algorithme des images comportant un chat, puis d’autres sans, et en lui signalant à chaque fois la bonne réponse attendue, l’ordinateur apprend à reconnaître les chats parmi une bibliothèque d’images. Au bout d’un certain nombre d’images, la magie opère : le système se met à généraliser, et sait reconnaître l’animal sur des photos qu’il n’a jamais vues. »

Note : La Vidéo est disponible sur la page de l’article.



La vision Microsof

Les ordinateurs quantiques sont encore loin : seuls quelques modèles sont aujourd’hui fonctionnels et ils sont encore très limités. Avant qu’on ne puisse avoir l’un de ces ordinateurs dans le salon, il faudra encore attendre des années, probablement des décennies. Mais Microsoft songe déjà au futur et, surtout, aux programmeurs. Le groupe de Redmond a donc dévoilé son langage de programmation quantique.

Il s’appelle « Q Sharp » et s’écrit Q#.

Publié sur clubic.com le 12 décembre 2017.

Clubic.com

Microsotf



Retour du coté de Google


The goal of the Google Quantum AI lab is to build a quantum computer that can be used to solve real-world problems. Our strategy is to explore near-term applications using systems that are forward compatible to a large-scale universal error-corrected quantum computer. In order for a quantum processor to be able to run algorithms beyond the scope of classical simulations, it requires not only a large number of qubits. Crucially, the processor must also have low error rates on readout and logical operations, such as single and two-qubit gates.


L’article complet sur : A preview of bristlecone

Bristlecone : Le processeur quantique de google publié par Tom’s Hardware

Sur le même sujet :

Google présente Bristlecone, son premier processeur quantique intégrant 72 qubits. Il devance ainsi la puce à 49 qubits d’Intel montrée au CES 2018. Néanmoins, la force du nouveau composant ne réside pas seulement dans son nombre de qubits, mais aussi dans son taux d’erreur qui serait aussi faible que sur sa puce à 9 qubits. Google explique être toujours en train de la tester, mais si ses prévisions sont correctes, Bristlecone serait le premier processeur à atteindre la suprématie quantique.

Bristlecone : Le processeur qubit publié par Génération Nouvelles Technologie

Google dévoile un nouveau processeur quantique Bristlecone à 72 qubits à faible taux d’erreur qui poursuit les efforts pour créer de futurs ordinateurs quantiques. L’une des prochaines évolutions de l’informatique porte sur la création d’une informatique quantique capable de résoudre de nouveaux types de problèmes loin du cadre binaire traditionnel.


Google travaille depuis des années sur l’informatique quantique. En mars, il a présenté un processeur, Bristlecone, qui vise améliorer la fiabilité et la stabilité des calculs impliquant un grand nombre de qubits. Ce faisant, Google cherche à se rapprocher de la « suprématie quantique ». Dans le domaine de l’informatique quantique, Intel investit des dizaines de millions de dollars et enregistre des avancées notables, en particulier sur la stabilité et la fiabilité des calculs, grâce à l’invention d’une technique innovante pour la conception des processeurs quantiques. Mais le spécialiste du CPU a de la concurrence : Google, par exemple, est aussi impliqué dans ce domaine.

Bristlecone : Google tente de se rapprocher de la « suprématie quantique » par Numerama

Un nouveau processeur quantique pour Google : Bristlecone  par Penseeartificielle.fr



L’ordinateur quantique, une puissance sans égal mais en devenir

Article de Samuel Kahn publié le 19 juillet 2018.

Systèmes de chiffrement inviolables, avancées fulgurantes dans la recherche sur l’intelligence artificielle et traitements médicaux personnalisés : telles sont les promesses de l’informatique quantique, aux puissances de calcul sans précédent, estiment des analystes et des industriels.

Les chercheurs misent sur les propriétés quantiques de la matière pour dépasser les limites des ordinateurs actuels qui arrivent à une limite de performance, afin d’aider les secteurs nécessitant de grandes quantités de données, comme la gestion des stocks d’une entreprise ou encore la réalisation de calculs complexes permettant de créer de nouvelles molécules.

« La loi de Moore n’est plus valable depuis les trois dernières années », a déclaré à Reuters Cyril Allouche, directeur du laboratoire de recherche quantique d’Atos, faisant référence au principe édicté en 1965 selon lequel la puissance des processeurs double, à prix constant, tous les 18 mois.

La physique quantique, une branche de la physique développée à partir de la première moitié du 20e siècle, établit entre autres le principe de superposition selon lequel une particule peut être dans plusieurs états au même moment.

Contrairement aux processeurs actuels basés sur un système binaire et qui réalisent des calculs les uns après les autres, les processeurs quantiques peuvent trouver toutes les solutions d’un problème en très peu de temps et leur puissance augmente de façon exponentielle avec leur taille.

Cela rend cette technologie particulièrement efficace pour casser des systèmes de chiffrement comme le RSA, aujourd’hui largement utilisé pour sécuriser les échanges sur internet.

« Les cryptologues ont déjà conçu des systèmes de cryptographie dits « post-quantique » qui résisteraient aux attaques des ordinateurs quantiques », explique à Reuters Jean-Paul Delahaye, chercheur au Centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille.



Une technologie enthousiasmant mais non aboutie


Mais les entreprises sont encore loin d’être parvenues à construire un ordinateur quantique plus puissant qu’un ordinateur actuel – on parlera alors de suprématie quantique.

En mars, Google a dévoilé un processeur quantique, Bristlecone, huit fois plus grand que ceux réalisée auparavant par le groupe américain.

« Nous sommes prudemment optimistes quant au fait que la suprématie quantique peut être atteinte avec Bristlecone », souligne Julian Kelly, un chercheur du laboratoire de recherche quantique de Google, dans une note disponible sur internet.

Pour Bernard Ourghanlian, directeur technique et sécurité de Microsoft France, les applications concrètes des ordinateurs quantiques sont impressionnantes.

« Si l’on est capable de convertir de l’azote en ammoniaque à température ambiante grâce à un catalyseur, on peut se passer d’un procédé qui consomme 1 à 2% de l’énergie mondiale pour fabriquer de l’engrais. C’est quelque chose qu’un ordinateur quantique est capable de faire

Bernard Ourghanlian

Mais si les ordinateurs quantiques pourraient avoir des applications dans la vie courante, ils ne devraient pas rendre les équipements actuels obsolètes pour autant.

Le calcul quantique donnera un surplus de puissance très sensible, mais aura des limites et ne permettra pas aux ordinateurs quantiques de tout faire, souligne Jean-Paul Delahaye.

Le calcul quantique donnera un surplus de puissance très sensible, mais aura des limites et ne permettra pas aux ordinateurs quantiques de tout faire, souligne Jean-Paul Delahaye.

« L’ordinateur quantique ne sera pas le remplaçant de l’ordinateur classique », a déclaré à Reuters le directeur technique d’IBM France Frédéric Allard (vidéo).

Et même si IBM et Microsoft annoncent tous les deux un ordinateur quantique fonctionnel d’ici cinq ans, il est difficile de savoir quand ces équipements pourront être effectivement livrés. En attendant, des entreprises comme Atos préfèrent se concentrer sur la simulation de processeurs quantiques, qui permet aux chercheurs d’étudier les possibles applications de cette technologie et de faire en sorte qu’un écosystème logiciel soit prêt quand ce type de matériel sera disponible.

Une approche partagée par Microsoft :

Ce qui nous intéresse, c’est de créer une communauté de développeurs capables de maîtriser la programmation quantique

Bernard Ourghanlian


Les startups logiciels de l’informatique quantique

Blog Opinions Libres


Toujours depuis le site Opinions Libre

Ici nous allons faire un tour d’horizon très large et presque exhaustif des startups de l’informatique quantique. La cartographie est relativement aisée car elles ne sont pas encore très nombreuses. Il y en a au plus environ 70 à l’échelle mondiale (NDLR : en fin 2018). On est loin des 5000 startups de l’univers du marketing !

Cet écosystème commence à peine à se structurer avant même que les ordinateurs quantiques fonctionnent à grande échelle ! Seuls les systèmes de cryptographie quantique sont opérationnels et correspondent à un marché bien à part. Il est fascinant de découvrir des startups qui font des paris à long terme, surtout dans le matériel. Dans le logiciel, le risque est atténué car nombre de startups créent des solutions pour les ordinateurs adiabatiques de D-Wave qui, même s’ils n’ont pas été commercialisés en volume, sont d’ores et déjà disponibles.

Les startups identifiées sont surtout américaines et européennes. L’écosystème logiciel est à observer de prêt. Il est prêt à dégainer lorsque le matériel fonctionnera.

Les investisseurs dans le quantique

Les premiers fonds d’investissements plus ou moins spécialisés dans les technologies quantiques ont déjà émergé avec notamment :


Nous vous encourageons à lire l’article complet sur : l’informatique quantique – les startups



Le deep learning — Science étonnante #27


Un cours de « Math for Quantum Physics »


Quelques liens supplémentaires pour le plaisir

Pour se détendre : un petit quiz sur la physique quantique.

Publié par Libération le par Erwan Cario.

Quantique de Nobel



N’oublions pas L’Institut Quantique de l’université de Sherbrooke.


Un peu d’histoire des personnage de l’informatique : Figures de l’informatique

Une nouvelle approche expérimentale pour tester les modèles quantiques

Quantum Information Science and Quantum Computing

Un peu d’histoire : Le double héritage de Bletchley Park.

6 inventions qui n’existeraient pas sans les femmes.

Depuis le site Luxorion : L’ordinateur Quantique (en trois parties) :



Mémoire : Introduction à l’information quantique
Par : Y. Leroyer et G. Senizergues


Thèse : Marches quantiques généralisées pour l’algorithmique quantique
Par : Olga Lopez Acevedo



Les États-Unis se dotent d’une stratégie nationale dans l’information quantique

L’administration américaine a publié sa stratégie nationale sur l’information quantique, qui vise à prendre la tête dans ces technologies critiques, enjeu d’une course avec la Chine.

Source officielle : National Strategic Overview for Quantum Information Science

La Darpa lance un plan de 1,5 milliard de dollars dans les puces pour préparer l’après loi de Moore

L’Europe n’a aucun retard technique en comparaison avec les GAFA …
Intelligence artificielle et Europe : une histoire qui s’accélère
Publié sur Le siècle digital le 3 octobre 2018.


Machine de codage ENIGMA

Quelques vidéos pour Poursuivre cette étude


La physicienne londonienne Michelle Simmons, « reine du quantique »

La reine du quantique

De la physique quantique au Quantum Computing – Etienne Klein

De la physique quantique au Quantum Computing

Un ordinateur quantique, c’est quoi ?

Un ordinateur quantique, c’est quoi ?

Dix choses à savoir sur l’informatique quantique

Dix choses à savoir sur l’informatique quantique

Un petit détour par le japon :


L’ordinateur quantique – L’atome au service de nos machines


Comment fonctionne un ordinateur quantique ?


Découverte – L’ordinateur quantique


Comprendre l’ordinateur quantique (sans Léa Salamé) – Ramène ta science

(Attention : un peu d’humour ne fait pas de mal …)


A Beginner’s Guide To Quantum Computing


Demain, l’ordinateur Quantique


Demain, l’ordinateur quantique

Petit manège (Le spin des électrons)


Comprendre et découvrir la physique quantique simplement

La physique quantique, celle qui fait peur, celle des scientifiques dans leurs collisionneurs de particules peut vous sembler loin à côté de toute la physique classique utilisée par exemple dans le moteur de votre voiture, ou dans le four à micro-ondes de votre cuisine.

Pourtant, la physique quantique n’est pas aussi élitiste que vous pourriez le penser. En fait, malgré le fait que sa découverte date de seulement un siècle, les applications directes de la physique quantique sont nombreuses et, vous allez le voir, omniprésentes dans votre vie !

Découvrons donc 10 choses qui s’expliquent entièrement grâce à la physique quantique.

1. Le Laser (CD, BluRay, imprimante, souris, …)

On ne peut pas parler de la physique quantique sans parler du Laser. Le principe Laser a été imaginé par Einstein en 1917, plus de quarante ans avant que les ingénieurs réussissent à le mettre au point (mais ce délai est surtout la conséquence de l’absence d’applications utiles de l’idée d’Einstein).

Le Laser, pour « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » (ou amplification de lumière par émission stimulée de rayonnements) utilise l’émission stimulée : le fait pour un atome déjà excité de pouvoir dupliquer un photon qui passe assez proche de lui.

Les caractéristiques d’un faisceau Laser sont telles qu’elle a aujourd’hui d’innombrables applications absolument partout : on les trouve dans tous les lecteurs CD, DVD ou BluRay ou encore dans les dans les systèmes de détection des intrusions (comme dans les films). Le Laser est également utilisé dans la découpe de pièces plastiques ou métallique, dans la soudure industrielle au laser, le nettoyage des trottoirs, le gravage sur métal ou dans les souris d’ordinateur et les imprimantes laser. Aujourd’hui, il n’y a pas un objet chez vous qui n’a pas passé par une étape de conception ou de distribution impliquant un Laser, ne serait-ce que lors de la lecture de son code barre quand vous l’avez acheté.

2. L’horloge de votre téléphone

Votre téléphone (ou smartphone de nos jours, plutôt) maintient son horloge interne à jour en se connectant à un serveur de temps. Ces serveurs de temps sont reliés à des horloges « atomiques » qui utilisent là encore un phénomène de nature purement quantique : la désexcitation énergétique d’atomes de césium 133. L’atome de césium, comme tous les atomes, possède des électrons. Ces électrons peuvent avoir différents niveaux d’excitations, et quand un électron passe d’un niveau d’excitation à un autre, il émet une radiation dont la longueur d’onde est très précise : pour définir la seconde, on compte 9 192 631 770 périodes d’oscillation de la radiation issue de deux niveaux d’excitation bien précis de l’atome de césium 133.

Autrement dit, l’unité « 1 seconde » est définie grâce à un phénomène quantique.

Voilà comment votre téléphone utilise la physique quantique pour vous réveiller le matin… mais tout ça ne suffit visiblement pas à éviter d’arriver en retard au travail !

3. Le GPS

Le GPS peut vous localiser partout sur la planète avec une précision centimétrique (précision métrique seulement pour les usages civiles). Cette précision est obtenue avec une synchronisation parfaite entre les 32 satellites GPS en orbite.

C’est cette synchronisation qui utilise la physique quantique, grâce, là également, à des horloges atomiques.

NDLR : En attendant Galileo, le système de positionning européen en cours de déploiement avec une précision centimétrique.

4. La couleur de la flamme d’une gazinière

Le Laser, les horloges atomiques, le GPS… Ce sont là des dispositifs hautement technologiques utilisant des théories de la physique quantique. Mais il y a bien plus simple : allumer sa gazinière et voir une flamme bleue, par exemple, c’est de la physique quantique !

La couleur bleue de la flamme du gaz est produite l’émission d’un rayonnement bleu par la désexcitation des liaisons atomiques « C-H » du gaz que vous brûlez. La désexcitation correspond là encore à la transition d’un électron d’un niveau quantique d’énergie à un autre. La couleur rouge-jaune d’une flamme de bougie est, au contraire, d’origine non-quantique mais chimique, puisque c’est une couleur spécifique à la température de la flamme.

5. Les feux-d’artifice
« La belle bleue ! La belle rouge ! »

Comme pour la couleur de la flamme d’une gazinière, la couleur des feux-d’artifice est d’origine quantique : selon le combustible (poudre de cuivre, de strontium, de potassium…) utilisé dans un feu-d’artifice, la couleur sera différente : chaque élément possède en effet ses propres niveaux d’énergie quantique, et donc la désexcitation de chaque atome libérera un rayonnement d’une couleur bien spécifique.



Le vert est obtenu avec du cuivre, le jaune avec du sodium, le rose avec le potassium, le blanc avec le magnésium…

6. Les lumières LED

Les LED sont un autre produit de la physique quantique : comme les lasers ou les feux-d’artifices, ils utilisent eux aussi la désexcitation des électrons des atomes pour produire de la lumière dite « froide » (car pas besoin de chauffer, comme une ampoule à incandescence ou une bougie).

La lumière des LED est produite sans filament ni gaz : c’est directement la matière (un semi-conducteur) qui émet des photons sous l’effet du passage d’un courant électrique, et selon le semi-conducteur choisit dans la LED, la couleur émise sera différente.

7. La phosphorescence
« Éclairez, éteignez et… Oh, ça brille dans le noir ! »

Voilà ce qui se passe quand vous avez entre les mains un objet phosphorescent : ça brille dans le noir… grâce à la physique quantique !

La phosphorescence a lieu quand des électrons montent d’un niveau quantique d’énergie et y restent de quelques minutes à quelques heures avant de se désexciter, et là encore, au moment de se désexciter, un photon est émis (donc de la lumière). Contrairement à la fluorescence (qui est aussi d’origine quantique, au passage), la phosphorescence dure bien dans le temps. C’est pour ça que les objets enduits d’une peinture phosphorescente continuent de briller même une fois la lumière éteinte.

Quand tous les électrons sont désexcités et que ça ne brille plus du tout, il suffit d’éclairer l’objet pour les exciter et le cycle recommence.

8. La cellule photovoltaïque

La cellule photovoltaïque produit de l’électricité à partir de la lumière. C’est un peu le contraire de la LED.

Ici, un photon incident arrive à exciter un électron et le faire circuler dans la cellule. Et qui dit « circulation d’électrons » dit « courant électrique » : on fait alors de l’électricité avec de la lumière.

Donc votre vieux convertisseur euro avec ses cellules à énergie solaire, elle ne fonctionnerait pas sans l’aide de la physique quantique… Ni sans l’aide d’Einstein, qui a eu un prix Nobel justement pour l’effet photoélectrique !

9. Le verre, et la transparence

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi le verre est transparent et pas l’acier ou le bois ? Non ? Ben sachez que la réponse réside une nouvelle fois dans la physique quantique !

Dans un panneau photovoltaïque, on a vu qu’un photon de la lumière arrive à exciter un électron et à le faire circuler. Ce que je n’avais pas dit par contre, c’est qu’une fois l’électron excité, le photon est détruit : l’électron l’a absorbé. Si vous vous étiez placé de l’autre côté du panneau photovoltaïque, le photon n’aura donc pas pu arriver dans votre œil et vous ne le verriez pas. Le photon est bloqué par le panneau solaire, et ce dernier n’est pas transparent. Il en va de même avec le bois ou l’acier : même s’ils ne produisent pas d’électricité, ils bloquent quand même les rayonnements et émettent de la chaleur en retour. Ils chauffent au soleil !

Dans le verre, le diamant ou divers plastiques ou cristaux, c’est différent : les niveaux quantiques d’énergie des atomes les constituant sont trop importants et aucun photon visible par l’œil ne peut les exciter. Résultat si le photon n’excite pas l’électron ? Il n’est pas absorbé ni détruit : il le traverse.

10. Le téléporteur de Star Trek
« Qu… quoi ? Oui, le téléporteur… quantique ! »

Sachez que la physique quantique, de la conséquence de l’une de ses nombreuses particularités permet la téléportation : le déplacement d’un endroit à un autre sans effectuer de déplacement !

Ne vous emballez cependant pas trop vite : pour le moment, on n’en est seulement à un stade expérimental et seules quelques particules simples ont pu être téléportées.


Si la physique quantique vous passionne et que vous voulez en savoir ENCORE plus, regardez le livre qu’on a écrit, il est facile à lire et répondra à toutes vos questions.

Article : Comprendre la physique quantique avec quelques inventions
Publié sur Institut Pandore le 6 février 2015



Aucun État ne veut rater le coche de l’ordinateur quantique

Les mystères des qubits

Nous avons interrogé Zaki Leghtas, chercheur à l’école des Mines de Paris et à l’École normale supérieure et membre de l’équipe Quantic de l’Inria, quelques jours avant qu’il n’aille développer ses concepts quantiques dans un pub du 3e arrondissement !

Usbek & Rica : Comment définiriez-vous l’information quantique ?
Zaki Leghtas : Cela consiste à utiliser les lois quantiques de la physique pour traiter de l’information. En physique quantique, une particule – ou un système – peut être dans deux états différents en même temps, c’est ce qu’on appelle la superposition. Un second principe, celui de l’intrication, fait que l’état de deux particules peut être extrêmement corrélé. En informatique classique, un bit d’information est soit en position 0, soit en position 1. Les qubits (ou bits quantiques), eux, peuvent prendre simultanément les états 0 et 1. On espère utiliser ces propriétés pour réduire le nombre d’étapes nécessaires pour réaliser des calculs et augmenter l’efficacité des algorithmes. Ce qu’on peut espérer de mieux, c’est d’arriver à terme à une accélération exponentielle des algorithmes.

Les chiffres sont vertigineux. On parle de calculs qui prendraient des milliards d’années à effectuer avec un ordinateur classique et pourraient être réalisés en quelques minutes avec un ordinateur quantique…
Oui et les conséquences seraient gigantesques, notamment en cryptographie. La plupart des chiffrements de messages fonctionnent sur l’idée qu’on ne peut pas factoriser un grand nombre efficacement. Avec un ordinateur quantique, la plupart des messages deviendraient déchiffrables d’un seul coup. Ça pose de nombreux problèmes et ça motive beaucoup les États pour investir dans ce secteur.

Vous observez une course stratégique à l’ordinateur quantique entre les États ?
Je ne dirais pas ça mais j’étais justement invité pour en parler hier dans un ministère. Les États se posent beaucoup de questions, ils se regardent, se demandent si c’est le moment de mettre des milliards sur la table. Ils sont très demandeurs d’une technologie susceptible de porter l’économie à l’horizon d’une vingtaine d’années et ils ne veulent pas rater le coche. La Chine a investi 10 milliards de dollars dans ce secteur, les États-Unis plus d’un milliard et l’Union européenne également. En Europe, la différence, c’est que les investissements y sont plus éparpillés, alors que les Chinois et les Américains parient sur de gros projets imposants.

Vous évoquiez les autres atouts potentiels de cette technologie pour l’économie…
Oui, dans les années 1920, les physiciens ont découvert les lois fondamentales de la physique, qui expliquent quasiment tout. De là a découlé un rêve de pouvoir tout savoir, tout prédire, tout modéliser. À partir d’un virus, il deviendrait alors facile de trouver le meilleur remède possible, puisque tout est calculable. Le problème, c’est que dans les faits, dès qu’une molécule a une taille supérieure à quelques atomes, les calculs à réaliser sont bien trop longs.

D’où le rêve évoqué par Richard Feynman [prix Nobel de physique et grand spécialiste de la mécanique quantique, ndlr] : la nature est quantique, il faut la calculer avec un ordinateur quantique. Avec un ordinateur quantique sous la main, on pourrait prédire les propriétés de n’importe quelle molécule ou matériau. Ça pourrait accélérer énormément la recherche : on pourrait par exemple faire des cellules photovoltaïques optimisées, mélanger les alliages, les couches, etc. par calcul informatique, au lieu de tâtonner. De même, les processus chimiques pour produire des engrais sont très énergivores alors qu’il se sont produits à bien plus basse énergie dans la nature. La nature a appris à optimiser les processus de fabrication en plusieurs milliards d’années d’évolution : on pourrait retrouver cette optimisation par le calcul avec des ordinateurs quantiques.

Une telle puissance de calcul permettrait-elle de faire des projections plus fiables sur le futur ?
En théorie, oui. Mais certains systèmes sont chaotiques. C’est-à-dire que si on ne connaît pas très précisément la situation aujourd’hui, il sera impossible de faire une prédiction correcte. C’est l’exemple notamment de la météo, qui n’est pas fiable au-delà d’une dizaine de jours.

On parle aussi du potentiel de l’informatique quantique pour booster l’intelligence artificielle, voire simuler un cerveau et atteindre un état de conscience artificiel…
Les projets autour de l’IA sont très excitants mais c’est prématuré. Les applications pour l’élaboration de nouveaux matériaux sont bien plus matures. Sur l’IA, sur le développement d’une conscience, ce sont des intuitions mais il n’y a rien d’établi, pas de visibilité, et ce que l’informatique quantique pourrait vraiment apporter sur ce sujet n’est pas encore clair.

Nous discutons des applications à venir mais est-on certain que les travaux sur l’ordinateur quantique aboutiront réellement ? Certains chercheurs émettent des doutes sur la possibilité physique de développer ces principes à l’échelle suffisante…
Il y a deux écoles sur le sujet. Une minorité de physiciens pense effectivement qu’un ordinateur quantique à grande échelle violerait les lois de la physique, par exemple la deuxième loi de la thermodynamique. J’ai déjà entendu ces objections mais elles sont à mon sens très minoritaires.
Il y a en revanche un consensus pour dire que la tâche sera extrêmement difficile. Va-t-on pouvoir rapidement amener la technologie à maturité ou est-elle trop en avance sur son temps ? Charles Babbage avait vu juste en imaginant l’ordinateur avec son calculateur mécanique mais, au début du XIXe siècle, il était trop en avance sur son temps et la technologie n’a pu se développer qu’au siècle suivant avec Alan Turing. Nous sommes peut-être dans la même situation avec l’ordinateur quantique : les vingt ans qui viennent nous le dirons…

Quels sont les principaux obstacles à dépasser aujourd’hui ?
« Le » gros problème, c’est la décohérence. Les particules intriquées ou dans un état de superposition n’arrivent pas à rester dans leur état très longtemps. On se bat contre ça. Je travaille sur des circuits supraconducteurs : dans le meilleur des cas, on arrive à conserver des qubits cohérents pendant quelques centaines de microsecondes [soit de l’ordre d’un dixième de millième de seconde, nldr]. Ce qui compte c’est le rapport entre ce chiffre et le nombre d’opérations réalisables. Dans ces centaines de microsecondes, on arrive à faire 1000 à 10 000 opérations. Il y a 20 ans, on n’arrivait à faire qu’une seule opération. C’est un progrès gigantesque, mais ça ne se traduit pas encore par une puissance de calcul suffisante.

Certains fabricants s’offrent de jolis coups de pub en annonçant régulièrement avoir mis en point un ordinateur quantique. Quel crédit faut-il apporter à de telles déclarations ?
Il faut différencier ce que serait un ordinateur universel d’un ordinateur dédié. Un ordinateur quantique universel permettrait, comme un ordinateur actuel, d’y coder l’algorithme que vous désirez. Un ordinateur dédié, lui, ne peut faire qu’une seule tâche. On aura un ordinateur quantique dédié bien avant d’avoir un ordinateur universel. Google en a déjà mis un au point avec 72 qubits, d’autres le font sans doute également mais ces qubits comportent beaucoup d’erreurs de calcul. La question est de savoir si un ordinateur quantique d’une telle puissance, avec du bruit, peut apporter quelque chose pour accélérer les algorithmes.

À partir de combien de qubits pourra-t-on parler d’une avancée technologique conséquente ?
D’abord, il faut comprendre qu’un des intérêts d’avoir beaucoup de qubits, c’est que cela réduit les erreurs quantiques. C’est ce qu’on appelle le théorème seuil : ensemble, les qubits se comportent mieux. On est quasiment à ce seuil aujourd’hui. Si on arrive à remplacer chaque qubit par dix qubits, peut-être qu’on arrivera à augmenter la stabilité, et donc à conserver l’information plus longtemps. Mais construire beaucoup de qubits est compliqué. Il y a énormément de paramètres qui entrent en jeu pour que tout marche parfaitement bien, il y a encore beaucoup de recherche et développement à faire. Avoir un qubit stable à 95 % peut paraître bien mais une fois qu’on en a des milliers, ça ne fait plus beaucoup. Il faut une précision de 99,99… %. On peut imaginer que d’ici quelques années, on aura des puces à 100 qubits qui marche, mais c’est difficile de savoir si elles seront utiles. Si on veut 1000 qubits sans erreur, on sait que ça serait utile mais il faudra attendre plus longtemps. Si on table sur 100 qubits sans correction d’erreurs, ça pourrait être commercialisé d’ici 5 ans, c’est sur quoi travaillent notamment Google et IBM. Si on parle de qubits avec correction d’erreurs, en revanche, il faudra atteindre plus de dix ans.

Article complet : Aucun état veut rater le coche de l’ordinateur quantique.
Publié sur Usbek & Rica le 15 mai 209
Par Vincent Lucchese



Fin de cette étude.

Merci pour votre lecture




Retour