Les ordinateurs quantiques n'ont pas encore affecté notre vie quotidienne. Les systèmes quantiques peuvent crypter les données de manière transparente , nous aider à comprendre l'énorme quantité de données que nous avons déjà collectées et résoudre des problèmes que même les superordinateurs les plus puissants ne peuvent pas résoudre encore. Dans le fonctionnement des ordinateurs "normal" vous formulez n'importe quel problème que vous voulez résoudre sous la forme d'une entrée, qui est un flux de 0 et 1. Lorsque vous voulez faire un calcul, vous créez un certain ensemble de règles en fonction de la façon dont ce flux doit réellement se déplacer. Le monde microscopique est de la mécanique quantique et dans ce monde quantique il y a aussi des systèmes. Votre ordinateur ou votre chaise peut être placé dans deux états différents à la fois c'est l'idée de superpositions quantiques. En d'autres termes, votre ordinateur peut être simultanément à Boston et à New York. Cette superposition quantique est possible par les lois de la mécanique quantique. Dans le monde microscopique, comme avec un seul atome, la création de ce type d'état de superposition est courante. Ainsi, en faisant ces expériences scientifiques, les scientifiques ont prouvé qu'un seul atome est dans deux états différents à la fois.
Les ordinateurs quantiques utilisent ces règles de la mécanique quantique pour traiter l'information. Il est assez facile de comprendre comment cela peut être si puissant. Dans les ordinateurs classiques, vous me donnez une certaine entrée, je la mets dans mon ordinateur, je vous donne une sortie. Mais si notre matériel était de la mécanique quantique, plutôt que de fournir des données et de lire les réponses, le registre informatique dans les superpositions quantiques de nombreux types d'entrées différents. Cela signifie que si je prends alors cet état de superposition et le traite en utilisant les lois de la mécanique quantique, je peux traiter beaucoup, beaucoup d'entrées à la fois. Cela pourrait être potentiellement une accélération exponentielle, comparée aux programmes classiques.
Quels types d'applications seraient les plus utiles pour un ordinateur quantique?
Nous ne connaissons pas vraiment la réponse. On croit généralement que les ordinateurs quantiques ne seront pas nécessairement utiles pour toutes les tâches de calcul. Mais il y a des problèmes qui sont mathématiquement difficiles même pour les meilleurs ordinateurs classiques. Ils impliquent généralement des problèmes complexes, tels que des problèmes impliquant des optimisations complexes dans lesquelles vous essayez de satisfaire un certain nombre de contraintes contradictoires. Le nombre de combinaisons classiques que vous devez vérifier est exponentiel. Il y a une certaine croyance que pour certains de ces problèmes, les ordinateurs quantiques peuvent offrir un certain avantage.
Si vous avez un grand nombre qui est le produit de deux facteurs importants, classiquement, il n'y a pas de meilleur moyen de trouver ces facteurs que de simplement essayer des nombres de un, deux, trois, etc. Mais il s'avère qu'il existe un algorithme quantique, appelé algorithme de Shor, qui peut trouver les facteurs exponentiellement plus rapidement que les algorithmes classiques les plus connus. Si vous pouvez faire quelque chose de manière exponentielle plus rapidement que d'utiliser l'approche alternative, alors c'est un gros gain. La mission est de nous aider à avancer et à comprendre cette technologie.
Lorsque les ordinateurs classiques ont été développés, les gens avaient des idées sur les algorithmes à utiliser. Mais en fait, il s'est avéré que lorsque les premiers ordinateurs ont été construits, les gens ont pu commencer à expérimenter avec eux et ont découvert de nombreux algorithmes plus efficaces et utiles. C'est pourquoi nous ne connaissons pas vraiment les tâches pour lesquelles les ordinateurs quantiques seront particulièrement utiles. Nous sommes très proches d'une étape où nous pouvons commencer à expérimenter avec des algorithmes quantiques sur des machines à grande échelle.
C'est vraiment la frontière de la recherche scientifique à travers de nombreux sous-domaines. Nous entrons dans une nouvelle ère avec un énorme potentiel pour les découvertes scientifiques, la chimie tout ce qui implique des systèmes physiques complexes. Nous ne savons pas encore quoi et comment les ordinateurs quantiques le feront, mais nous le saurons très bientôt. Que sait-on vraiment de la réalité ?
@AnarchoPirate