Informatique quantique : opportunités et challenges
Avec sa puissance de calcul, l’informatique quantique promet de révolutionner de nombreux domaines. Médecine, finance, logistique, cybersécurité, le champ d’application de l’informatique quantique est vaste, mais de nombreux défis techniques restent à relever pour développer un ordinateur quantique opérationnel.
Quelles applications pour l’informatique quantique ?
De nombreux domaines pourraient profiter des capacités de calcul des ordinateurs quantiques :
- La logistique : l’informatique quantique pourrait être utilisée pour résoudre des problèmes complexes d’optimisation et de planification des chaînes d’approvisionnement.
- La recherche médicale et scientifique : les technologies quantiques pourraient améliorer les simulations des systèmes biologiques, ce qui permettrait de mieux comprendre les mécanismes de certaines maladies et de trouver des traitements plus efficaces. Les algorithmes quantiques pourraient également être utilisés pour analyser des données complexes comme les images médicales et accélérer ainsi la recherche de nouveaux médicaments.
- La finance : les ordinateurs quantiques pourraient aider à optimiser les placements, à prédire les risques financiers et à analyser les données des marchés en temps réel.
- La cybersécurité : grâce à ses capacités de chiffrement et de déchiffrement des données, l’informatique quantique peut aider à protéger les données des entreprises et des administrations, à renforcer la sécurité web et à lutter contre les cyberattaques.
Toutefois, le décryptage des données par un ordinateur quantique peut également être un risque pour la sécurité. En effet, l’algorithme Shor est un algorithme quantique qui permet la factorisation des très grands nombres en un temps record. Or, les méthodes de cryptage actuelles, et notamment le procédé de chiffrement RSA actuellement utilisé dans de nombreux protocoles sur Internet, reposent sur la difficulté, pour les technologies actuelles, de factoriser de grands nombres.
Si les technologies quantiques peuvent être un risque pour la cybersécurité, elles pourront en même temps être une solution pour l’améliorer, en permettant de crypter les données et les transactions avec des systèmes de cryptographie plus robustes et plus sécurisés que ceux actuellement en vigueur.
- L’intelligence artificielle : l’informatique quantique pourrait être utilisée pour entraîner des modèles d’apprentissage automatique plus rapidement, avec plus de données et pour résoudre des problèmes plus complexes, comme la reconnaissance d’images.
Les obstacles à surmonter pour développer un ordinateur quantique fonctionnel
Pour qu’un ordinateur quantique puisse être effectivement développé et utilisé, plusieurs défis doivent encore être relevés, parmi lesquels :
- La stabilité des qubits : les qubits sont très sensibles à leur environnement et peuvent être perturbés par celui-ci (bruit, chaleur, champs magnétiques, interactions avec d’autres qubits, etc.). Or, les qubits doivent être stables pour stocker et manipuler des informations pendant une période de temps suffisamment longue pour effectuer des opérations de calcul. Il faut donc réussir à maintenir un qubit dans son état quantique en augmentant le temps de cohérence (durée pendant laquelle l’objet est dans son état quantique) et en évitant la décohérence quantique.
- La réduction des erreurs de calcul : les ordinateurs quantiques peuvent produire des erreurs de calcul qui nuisent à la précision de leurs résultats. Cela est dû en partie à l’instabilité des qubits.
- La gestion de la température : les ordinateurs quantiques génèrent beaucoup de chaleur en raison de la manipulation de l’information quantique. En parallèle, les qubits doivent être maintenus à des températures extrêmement basses pour rester stables et fonctionner, ce qui nécessite des systèmes de refroidissement spécifiques et coûteux.
- La programmation des ordinateurs quantiques : elle est très différente de la programmation d’un ordinateur classique. Elle nécessite des connaissances en physique quantique.
- Le coût de la recherche quantique : pour se développer, la recherche dans le domaine de l’informatique quantique a besoin d’équipements de pointe qui sont très coûteux et donc de moyens financiers importants.
Pour en savoir plus sur l’informatique quantique, découvrez notre vidéo sur les différents principes de la physique quantique et les propriétés de l’ordinateur quantique.
