De nos jours, les ordinateurs standard sont sans aucun doute avancés par rapport à ce que nous pouvions rassembler il y a quelques décennies. Cependant, avec la vitesse et la diversité des ordinateurs actuels, il est difficile d'imaginer quoi que ce soit qui puisse être encore mieux. Entrez dans l'informatique quantique. Ce domaine de la science vise à utiliser les lois de l'univers pour atteindre des objectifs incroyables.
Alors, qu'est-ce que l'informatique quantique exactement et comment affectera-t-elle notre monde à l'avenir ?
Qu'est-ce que l'informatique quantique ?
Bien que la dynamique de l'informatique quantique soit encore étudiée aujourd'hui, elle est apparue à l'origine dans les années 1980 par le physicien Paul Benioff. A cette époque, Benioff a proposé un modèle informatique quantique de la machine de Turing. Après cela, d'autres personnes ont aidé à développer la théorie et l'application de l'informatique quantique, notamment Isaac Chuang et Neil Gershenfeld.
La définition de l'informatique quantique diffère légèrement selon le site que vous visitez. Sa forme la plus élémentaire est une sorte d'informatique qui s'appuie sur la mécanique quantique pour fonctionner. Alors que les ordinateurs quantiques n'étaient autrefois qu'une théorie sur papier, ils prennent maintenant vie.
Alors, à quel type d'ordinateurs quantiques avons-nous affaire aujourd'hui ?
L'informatique quantique est encore très en développement. C'est un domaine incroyablement complexe qui a donné naissance à de nombreux prototypes, comme l'ordinateur quantique Sycamore de Google. En 2019, Google a annoncé que Sycamore avait pris quelques minutes pour résoudre un calcul qui prendrait 10 000 ans à un supercalculateur. Mais en quoi les ordinateurs quantiques sont-ils différents? Comment peuvent-ils réaliser des exploits aussi énormes ?
Les bases de l'informatique quantique
Un ordinateur typique utilise des unités appelées bits pour fonctionner. Un bit ne peut avoir et n'aura jamais qu'une des deux valeurs suivantes: zéro ou un. Ces bits sont utilisés pour écrire du code binaire, un aliment de base absolu dans le monde informatique.
D'autre part, quelque chose connu sous le nom de bit quantique (qubit) est l'unité la plus basique des ordinateurs quantiques. Ce sont ces unités dont les ordinateurs quantiques ont besoin pour stocker des données et exécuter des fonctions. Un qubit peut transporter des informations dans un état quantique et peut être généré de plusieurs façons, par exemple par le spin d'un électron.
Les qubits peuvent également prendre un certain nombre de formes, comme un photon ou un ion piégé. Ce sont des particules infiniment petites qui forment la base de notre univers.
Les Qubits ont beaucoup de potentiel. Ils sont actuellement utilisés dans les ordinateurs quantiques pour résoudre des algorithmes quantiques multidimensionnels et exécuter des modèles quantiques. Ce qui est assez incroyable avec les qubits, c'est qu'ils peuvent exister dans plusieurs états simultanément. Cela signifie qu'ils peuvent être simultanément zéro, un ou n'importe quoi entre les deux.
En raison de cette propriété, les qubits peuvent envisager plusieurs possibilités à la fois, ce qui donne aux ordinateurs quantiques la possibilité d'effectuer des calculs avant que l'état d'un objet ne devienne mesurable. Cela permet aux ordinateurs quantiques de résoudre des problèmes complexes beaucoup plus rapidement que les ordinateurs ordinaires.
Les avantages des ordinateurs quantiques
Le plus grand avantage des ordinateurs quantiques est la vitesse à laquelle ils peuvent effectuer des calculs. Une telle technologie peut fournir des vitesses de calcul que les ordinateurs traditionnels ne pourront jamais atteindre. Les ordinateurs quantiques sont également beaucoup plus capables de résoudre des problèmes plus complexes que les ordinateurs classiques et peuvent exécuter des simulations très complexes.
Cette capacité avancée hébergée par les ordinateurs quantiques est parfois appelée "supériorité quantique", car ils ont un potentiel bien au-delà de ce que les ordinateurs, ou même supercalculateurs avancés, pourrait atteindre dans les prochaines années ou décennies. Mais les ordinateurs quantiques ne sont en aucun cas parfaits. Ces machines présentent quelques inconvénients qui peuvent affecter leur succès futur.
Les inconvénients des ordinateurs quantiques
Comme les ordinateurs quantiques sont encore au stade de prototype, de nombreux problèmes doivent encore être surmontés.
Premièrement, les ordinateurs quantiques ont besoin d'environnements extrêmes pour fonctionner. En fait, ces machines doivent exister à des températures d'environ 450 degrés Fahrenheit. Cela rend difficile l'accès aux ordinateurs quantiques par la plupart des entreprises et par le public. En plus de cela, les ordinateurs quantiques sont très grands par rapport aux modèles standard actuels, similaires à la taille du premier ordinateur. Bien que cela changera probablement à l'avenir, cela contribuera à l'inaccessibilité de cette technologie pour les gens ordinaires dans les premières phases de développement.
Les ordinateurs quantiques sont également toujours confrontés à des taux d'erreur tout simplement trop élevés. Pour une intégration réussie dans diverses industries, nous devons nous assurer que ces machines offrent un taux de réussite élevé afin de pouvoir compter sur elles.
Maintenant que nous comprenons les bases de l'informatique quantique et ses avantages et inconvénients, voyons comment cette technologie peut être appliquée dans diverses industries.
Les utilisations de l'informatique quantique
Parce que l'informatique quantique en est encore à ses débuts, de nombreuses idées circulent sur ce qu'elle pourrait faire un jour. Il y a beaucoup d'idées fausses concernant les ordinateurs quantiques, qui sont largement dues à des malentendus sur la technologie. Certaines personnes proposent que les ordinateurs quantiques soient utilisés pour entrer dans des univers parallèles ou même simuler un voyage dans le temps.
Bien que ces possibilités ne puissent pas être exactement exclues, nous devons nous concentrer sur les applications plus réalistes de l'informatique quantique qui pourraient être réalisées au cours des prochaines décennies. Passons donc aux applications de l'informatique quantique.
1. Intelligence artificielle et apprentissage automatique
L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique sont deux autres technologies qui semblent presque futuristes mais qui deviennent de plus en plus avancées au fil des années. Au fur et à mesure que ces technologies se développeront, nous devrons peut-être abandonner les ordinateurs standard. C'est là que les ordinateurs quantiques pourraient intervenir, avec leur vaste potentiel pour traiter des fonctions et résoudre des calculs rapidement.
2. La cyber-sécurité
À mesure que les cybercriminels deviennent plus sophistiqués, notre besoin de niveaux élevés de cybersécurité augmente. Aujourd'hui, la cybercriminalité est inquiétante, avec des milliers de personnes ciblées chaque mois.
Grâce à l'informatique quantique, nous pourrons peut-être un jour développer plus facilement des protocoles de cybersécurité de haut niveau capables de contrer même les attaques les plus sophistiquées.
L'informatique quantique a également le potentiel de donner un coup de main à la cryptographie, en particulier dans un domaine connu sous le nom de cryptographie quantique. Cela explore l'acte de tirer parti de la mécanique quantique pour effectuer des fonctions cryptographiques.
3. Développement de médicaments
La capacité des ordinateurs quantiques à prédire l'issue de situations peut les rendre efficaces dans le développement de médicaments. Un ordinateur quantique pourrait un jour aider à prédire comment certaines molécules agissent dans certains scénarios. Par exemple, un ordinateur quantique pourrait prévoir comment un médicament se comporterait dans le corps d'une personne.
Ce niveau élevé de recherche pourrait rendre la période d'essais et d'erreurs du développement de médicaments beaucoup plus facile.
Préoccupations entourant l'informatique quantique
Lorsqu'un nouveau type de technologie se développe, il est naturel que les gens ressentent un peu d'appréhension. Alors, l'informatique quantique devrait-elle nous préoccuper ?
On a beaucoup parlé de la cybersécurité risques posés par les ordinateurs quantiques. Bien que les ordinateurs quantiques puissent aider à atteindre des niveaux plus élevés de sécurité numérique, les choses pourraient aller dans l'autre sens. Bien que cette menace soit hypothétique pour le moment, il est possible qu'elle se transforme en problème dans les années à venir, en particulier lorsque les ordinateurs quantiques deviendront accessibles au plus grand nombre. population. Certaines entreprises proposent déjà "VPN à l'épreuve du quantique" Prestations en prévision.
Étant donné que les ordinateurs quantiques peuvent résoudre des problèmes très complexes, leur potentiel de craquage de mot de passe plus efficace et déchiffrement des données augmente. Alors que même les supercalculateurs peinent à trouver de grandes clés de déchiffrement, les ordinateurs quantiques auront peut-être un jour la capacité de déchiffrer facilement des données sensibles, ce qui serait une très bonne nouvelle pour les acteurs malveillants.
L'informatique quantique nous propulsera vers le futur
Les possibilités offertes par l'informatique quantique sont tout simplement incroyables et seront un jour réalisables. Bien que l'informatique quantique en soit encore à ses débuts, les progrès continus dans ce domaine pourraient nous conduire à d'énormes prouesses technologiques. Seul le temps nous le dira avec celui-ci !
