L’ordinateur quantique, au travers de la physique quantique, devrait permettre de repousser les limites des mathématiques classiques.

Atlantico : Après l’avènement de l’ordinateur classique tel qu’on le connait aujourd’hui, on assiste également à l’avènement d’ordinateurs quantiques. Fondamentalement, quelle est la différence entre un ordinateur classique et un ordinateur quantique ? Concrètement, comment définir un ordinateur quantique ?

Charles Corge :  Le concept d’ordinateur quantique répond au souci de contourner la loi empirique de Moore selon laquelle doubler le nombre de puces par unité de volume permet de doubler la puissance de calcul, car l’industrie électronique ne saurait procéder indéfiniment à ce doublement sans se heurter aux effets quantiques qui ne peuvent que se manifester à partir d’un certain degré de miniaturisation. D’où l’idée de définir un modèle de calcul quantique fondé sur les lois de la mécanique quantique. L’unité d’information la plus élémentaire que l’on puisse traiter sur un ordinateur classique est le bit qui ne peut prendre que l’une ou l’autre des deux valeurs 0 ou 1 ; il pourrait correspondre, par exemple, à la présence ou à l’absence d’une charge dans un condensateur. En calcul quantique, on définit par analogie une unité d’information élémentaire que l’on appelle bit quantique ou qubit (abréviation de l’anglais quantum bit). Comme le bit, le qubit peut se trouver dans l’un ou l’autre de deux états, mais il est de nature différente car c’est un vecteur unitaire dans un espace vectoriel complexe de Hilbert de dimension deux. Un qubit peut, par exemple, être représenté par deux états d’énergie d’un électron atomique, l’état de plus basse énergie dit état fondamental peut jouer le rôle de 0, que l’on note |0, tandis que celui du 1 correspond à un état d’énergie supérieure, noté |1. Cela dit, tout qubit |φ s’écrit sous la forme |φ = α|0 + β|1, avec |α|2 + |β|2 = 1. Pour manipuler cette information (…)lire la suite sur Atlantico

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