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Interview : en quoi un ordinateur quantique est-il différent ?

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Le monde quantique est fascinant : à cette échelle, par exemple, les objets peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Exploitant ce principe, un ordinateur quantique aurait des possibilités bien plus vastes qu'un modèle classique. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d'experts, sur la physique et l'astrophysique, l'éditeur De Boeck a interrogé Claude Aslangul, professeur à l'UPMC, afin qu'il nous explique le fonctionnement de cette étrange machine.

Un ordinateur classique utilise des circuits électroniques intégrant des transistors, des résistances, des condensateurs... Ce type de circuit travaille en binaire, un élément ne se trouvant jamais que dans l'un des deux états possibles. Le courant électrique passe ou ne passe pas. L'ordinateur quantique, lui, fonctionne sur un autre principe : il n'a pas deux états possibles... mais une infinité.

Capable de réaliser plusieurs opérations à la fois, un ordinateur quantique est, sur le papier, bien plus performant. Le principal obstacle à la réalisation d'un ordinateur quantique est la décohérence qui apparaît dès que le circuit devient trop grand. Il quitte alors le domaine quantique pour revenir dans le nôtre, où un objet n'existe que dans un seul état à la fois. Pour que les deux objets qui vont générer une infinité d'états quantiques soient stables, ils doivent garder une cohérence de phase. Cette unité très fragile, est détruite dès que le système quantique dépasse une taille qui est de l'ordre du microscopique.

On est actuellement capable de fabriquer des circuits de dimensions de l'ordre de l'angström, en gardant cette cohérence de phase stable. Mais lorsque l'on tente d'agrandir ces circuits pour en faire des calculateurs, ils perdent leur cohérence de phase et par la même occasion leur capacité à traiter des calculs de façon quantique.

© De Boeck