Calculateur quantique

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Calculateur quantique
Un calculateur quantique ou ordinateur[1] quantique repose sur des propriétés quantiques de la matière : superposition et intrication d'états quantiques. De petits calculateurs quantiques ont déjà été construits dès les années 1990 et la recherche progresse, bien que lentement, depuis. Ce domaine est soutenu financièrement par plusieurs organisations, entreprises ou gouvernements en raison de l'importance de l'enjeu : au moins un algorithme conçu pour utiliser un circuit quantique, l'algorithme de Shor, rendrait possible de nombreux calculs combinatoires[2] hors de portée d'un ordinateur classique en l'état actuel des connaissances. La possibilité de casser les méthodes cryptographiques classiques est souvent mise en avant. La difficulté actuelle majeure (depuis 2008) concerne la réalisation physique de l'élément de base de l'ordinateur quantique : le qubit. Le phénomène de décohérence (perte des effets quantiques en passant à l'échelle macroscopique) freine le développement des calculateurs quantiques.

La Sphère de Bloch est une représentation d’un qubit

Intérêt des calculateurs quantiques
Selon l'empirique loi de Moore, la taille des transistors approchera celle de l'atome à l'horizon 2020. À cette échelle, les effets quantiques perturbent le fonctionnement des composants électroniques[3]. Si de grands calculateurs quantiques (plus de 300 qubits) pouvaient être construits — ce qui n'est pas assuré — ils seraient capables, d'après David Deutsch[4], de simuler le comportement de l’univers lui-même[5]. Ils pourraient également résoudre des problèmes de cryptanalyse en un temps polynomial — et non exponentiel comme un ordinateur classique. Les calculateurs quantiques demandent des techniques de calcul différentes de la programmation, mais utilisant beaucoup l'algèbre linéaire classique. Des moyens de chiffrement quantique existent également dans le commerce. Ils ne demandent pas de calculateur quantique et