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Informatique: Les ordinateurs du futur en route

Par Reda BENOMAR | Edition N°:5083 Le 09/08/2017 | Partager
Les géants Google, IBM, Microsoft ou encore Intel ont annoncé plusieurs percées dans le domaine
Des ordinateurs avec une confidentialité des échanges accrue
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Malgré des processeurs qui deviennent de plus en plus sophistiqués grâce à des gravures plus fines, des mémoires vives plus véloces, les ordinateurs actuels montreront, tôt ou tard, leurs limites. Et la réponse aux prévisibles limitations techniques du binaire pourrait être les ordinateurs quantiques.

Un ordinateur classique traite des informations élémentaires, des bits, qui ne peuvent présenter qu’un état parmi deux possibles: 0 ou 1. C’est le langage binaire. La révolution que propose l’informatique quantique est de remplacer ces bits par des bits quantiques, communément appelés q(u)bits en abrégé, pouvant prendre un ensemble de valeurs beaucoup plus large. En effet, la physique quantique, avec son principe de superposition, permet à un état d’être un «mélange» d’autres états. Ainsi, un qbit peut prendre les valeurs 0 ou 1, mais aussi un état constitue de 10% de 0 et 90% de 1, ou toute autre combinaison. 

Contrairement au bit traditionnel qui ne permet d’avoir qu’une seule des deux valeurs, le qubit permet d’avoir aussi une superposition des deux. Ceci signifie que quand on mesure la valeur du qbit, on a 10% de chances de trouver 0 et 90% de trouver 1. En gros, le qbit peut être à la fois dans l’état 0 et l’état 1. La richesse offerte par ce principe se paie cependant par l’introduction d’une incertitude dans la mesure du qbit.  L’on appelle cela la décohérence ou la volatilité des données, due à l’instabilité de l’atome.

Les GAFA croient dur comme fer à cette technologie. En s’associant à des universités prestigieuses, telles que Yale, il y a eu des percées et un fait d’accélération depuis 2015. L’on peut d’ores et déjà tester les programmes écrits avec des règles quantiques. La théorie quantique se met en effet facilement en équation. Les machines actuelles (celles disposant de processeurs à plus de vingt cœurs et de centaines de giga de RAM) sont suffisamment puissantes pour simuler des algorithmes quantiques d’exploration de base de données, de factorisation, de correction d’erreurs… Celui de Shor par exemple permet de casser un encodage RSA en un temps relativement raisonnable à l’échelle d’une vie humaine. Si nos mails et nos sms sont solidement protégés et quasi inviolables, c’est grâce au chiffrement RSA.

Une fois implémenté, c’est-à-dire mis en pratique dans une machine, cet algorithme va poser de sérieux problèmes de sécurité concernant la cryptographie puisque toutes les anciennes clefs de chiffrement vont se voir cassées en moins de deux. Autre algorithme célèbre, celui de Deutsch-Jozsa qui est l’un des premiers algorithmes quantiques à être plus efficace que son équivalent classique.

Quid des applications concrètes?

Les ordinateurs quantiques pourraient un jour remplacer les puces de silicium, c’est une réalité, mais ce ne sera pas effectif prochainement. De plus, un ordinateur quantique pour surfer sur Internet, ou utiliser un traitement de texte, n’apportera strictement rien… L’ordinateur quantique aura toute son utilité pour la recherche scientifique (météorologie, médecine, problèmes mathématiques aujourd’hui insolubles...), la recherche dans les bases de données et enfin la cryptographie. Car, pour craquer un code de sécurité de 1.000 caractères, il faudrait faire travailler l’ensemble des ordinateurs de la planète. Un seul ordinateur quantique ne mettrait que quelques heures… Pour l’instant, la technologie nécessaire pour développer un tel ordinateur quantique est hors de notre portée. La plupart des recherches en informatique quantique sont encore purement théoriques. Les ordinateurs quantiques les plus avancés n’ont pas pu aller au-delà de 16 qubits, ce qui fait qu’on est encore loin d’une application pratique. Actuellement, les scientifiques travaillent pour arriver à faire tourner n’importe quel algorithme sur un ordinateur quantique.

 

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