Si la vitesse des processeurs
semble avoir atteint une vitesse limite, qu’on se rassure !
Les performances attendues de l’ordinateur quantique nous entraînent
dans une toute autre dimension.
Là où nos ordinateurs actuels auront tout "d’escarGo" antédiluviens.
10.000 ans
3 minutes
Pour avoir une idée juste de ce dont on parle, il faut imaginer que pour une opération donnée, 10 000 ans seraient nécessaires à un super calculateur classique, quand trois minutes suffiront à un ordinateur quantique. À la lecture de cette information, on pourrait penser à un hoax, si elle n’avait pas été publiée dans la revue Nature. Derrière cette annonce, on trouve Google et son processeur Sycamore 54-qubit. Alors la suprématie quantique, selon le terme inventé par John Preskill, physicien au California Institute of Technology,
est-elle lancée ?
Mais revenons à la question première, comment marche un ordinateur quantique. Bien entendu, il ramène à la physique atomique et sub-atomique. Ce monde étrange de l’infiniment petit régit par une physique bien particulière, la mécanique quantique. Ici, une particule peut présenter différentes natures simultanément dans le cadre d’une superposition d’états possibles. Être ici et ailleurs en même temps, présenter deux états simultanément ou alternativement, excités ou pas. Pour l’illustrer, rien de tel que le bon vieux chat de Schrödinger, cette expérience de pensée énoncée en 1935. On imagine un chat, enfermé dans une boîte équipée d’un dispositif nucléaire et mortifère. Selon les principes de la physique quantique, tant que la boîte est fermée, le chat serait à la fois mort et vivant.
En ouvrant la boîte, on aura la réponse. L’observation nous ramènera à notre monde "physique" où le félin sera mort ou vivant. Donc pour schématiser, une superposition quantique n’est valable que dans un univers quantique. Mais alors quid de l’ordinateur du même nom inscrit dans notre réalité ?
La mémoire d’un ordinateur classique s’appuie sur les bits. Chaque bit est porteur de 1 ou de 0. Puis la machine calcule en arrangeant ces bits. Quant à lui, un circuit de calcul quantique s’organise à partir de quantum bits (qubits ou qbits). Ils peuvent enregistrer des données de 1 ou 0 mais simultanément. Le qbit peut donc porter des données de 1, 0 ou la superposition d’un 1 et d’un 0. Et dans la logique de la physique quantique, ces derniers peuvent aussi se combiner, on appelle cela l’intrication. L’ordinateur calcule en manipulant ces différentes distributions pour une puissance de calcul spectaculaire. Exemple : dans une bibliothèque, vous choisissez un ouvrage dans lequel vous tracez une croix sur une page prise au hasard. Une fois le livre remis en place, vous demandez alors à l’ordinateur de la retrouver. L’ordinateur moderne va procéder en ouvrant successivement toutes les pages de chaque livre de la bibliothèque jusqu’à ce qu’il trouve la croix en question. Si vous confiez la même requête à un ordinateur quantique, il serait capable de consulter toutes les pages de tous les livres en même temps, et de trouver la page presque instantanément !
Pas pour demain. Déjà, il faut être en mesure de produire des qbits en quantité suffisante pour en arriver à des applications opérationnelles. Face aux enjeux de sécurité et donc de souveraineté qui en découlent, les États encouragent de grandes sociétés et les centres de recherche. Américains et Chinois investissent en masse sur le sujet. Les géants de la Big tech publient régulièrement l’état de leurs avancées dans la course à la suprématie quantique. Google, tout comme IBM, Honeywell, Microsoft ou Intel rivalisent d’annonces tonitruantes sur des percées qui conduisent à des performances défiant l’imagination. L’enjeu stratégique n’a pas échappé à l’Europe. L’U.E a engagé dès 2017 un milliard d’euros sur dix ans dans le programme Quantum Technology Flagship.
Quand la Chine via l’un de ses BATX, Alibaba, investit 15 milliards de dollars dans l’I.A, la fintech et la recherche quantique…
Qu’il s’agisse de télécommunications, de renseignement, d’infrastructures énergétiques, d’industrie pharmaceutique, les super calculateurs pourraient jouer un rôle déterminant. Cette technologie viendrait aussi en renfort de l’intelligence artificielle en démultipliant les capacités de machine learning. Avec le Royaume-Uni et l’Allemagne, la France apparaît comme l’un des leaders en matière de recherche quantique. Mais si elle est impliquée dans de nombreux projets, la France n’en dirige aucun. Néanmoins, elle est très investie dans le projet de processeur quantique QuQube à Grenoble financé par le Conseil Européen de la Recherche. Par ailleurs, les initiatives se développent.
Laboratoires, start-ups, fonds d’investissement… La France et l’Europe disposent d’atouts certains pour ne pas rester à la traîne. L’incubateur Pulsalys a permis à la jeune start-up Alice&Bob, créée par deux jeunes physiciens de l’ENS Lyon, de faire parler d’elle avec des travaux qui pourraient bien révolutionner l’approche de l’informatique quantique. L’idée : corriger les erreurs qui se produisent naturellement avec ces super calculateurs. Au laboratoire de physique de l’ENS de Lyon, Théau Peronnin, co-fondateur, précise : "nos travaux démontrent qu’il est possible de protéger durablement une information quantique". Une avancée rupturiste qui, si elle était confirmée, ouvrirait un marché estimé entre 400 et 800 milliards d’euros. Avec Raphaël Lescanne, ils souhaitent aujourd’hui regrouper les énergies et les savoirs universitaires autour de leur projet. Ils ont levé trois millions d’euros et se donnent entre deux et trois ans pour le concrétiser. "On s’est aperçu qu’en France, il existait un savoir-faire unique dans la conception des machines quantiques", se félicitent les deux fondateurs. Comme en écho, Cédric O, Secrétaire d’État au Numérique, confirme qu’il existe dans notre pays une porosité exclusive entre la recherche et les jeunes pousses qui doit pouvoir amener la France à compter parmi les meilleurs acteurs du secteur.
Aujourd’hui, où en est-on ? "Aux cinq premiers kilomètres d’un marathon et d’une aventure de dix à vingt ans", indique Romain Alléaume, chercheur en cryptographie quantique à Télécom Paris. Selon lui, Google a investi des centaines de millions de dollars depuis des années mais s’est peut-être engagé sur une voie incertaine. Ce qui rendrait le retard de l’Europe et de la France rattrapable. Tant mieux au regard des enjeux de sécurité majeurs et de souveraineté nationale. La Ministre des Armées Florence Parly souligne : "on ne peut pas se laisser surprendre par un potentiel ordinateur quantique qui viendrait casser le chiffrement de nos données militaires".
Quant à M. Tout-le-monde, il ne se baladera pas demain avec un smartphone quantique. Déjà, pour réduire les instabilités des particules, les appareils quantiques doivent être maintenus à des températures proches du zéro absolu (-273°) et occuper une pièce entière. L’avenir de l’informatique quantique devrait plutôt passer par le cloud où des entreprises loueront du temps d’utilisation.
Quoi qu’il en sera, pour le patron d’Honeywell, Darius Adamczyk, grâce à l’informatique quantique, les spécialistes des matériaux vont découvrir de nouvelles structures moléculaires, les entreprises de transport vont optimiser la logistique. Les institutions financières disposeront d’applications plus rapides et précises. Et les groupes pharmaceutiques pourront accélérer les découvertes de nouveaux médicaments.°
Sources : site web radio Canada, Agence France Presse, Le Monde, Lyon Entreprises, Financial Times, New York Times, Le Parisien, The Verge, Washington Post
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Plus court, plus vite
Si la vitesse des processeurs semble avoir atteint une vitesse limite, qu’on se rassure ! Les performances attendues de l’ordinateur quantique nous entraînent dans une toute autre dimension. Là où nos ordinateurs actuels auront tout "d’escarGo" antédiluviens.
Pour avoir une idée juste de ce dont on parle, il faut imaginer que pour une opération donnée, 10 000 ans seraient nécessaires à un super calculateur classique, quand trois minutes suffiront à un ordinateur quantique. À la lecture de cette information, on pourrait penser à un hoax, si elle n’avait pas été publiée dans la revue Nature. Derrière cette annonce, on trouve Google et son processeur Sycamore 54-qubit. Alors la suprématie quantique, selon le terme inventé par John Preskill, physicien au California Institute of Technology,
est-elle lancée ?
A tel point d’ailleurs qu’il ne le quittera qu’à l’âge de trente-trois ans. Son père lui explique
que pour être tranquille dans la vie, il faut être sérieux. Il l’est. Mais à l’orée de la seconde,
la motivation décline. Un conseiller le remotive en lui parlant d’un BEP de comptabilité.
Obtenu brillamment, il rattrape sa route vers un bac G2 où la compta est reine.
Les résultats sont bons. On conseille à Michel de s’orienter vers de longues études.
Mais lui préfère un parcours plus court pour entrer plus vite dans la vie active.
Sa décision est prise, ce sera un BTS. Il enchaîne ensuite sur une maîtrise de gestion.
Comptable en uniforme
Mais revenons à la question première, comment marche un ordinateur quantique. Bien entendu, il ramène à la physique atomique et sub-atomique. Ce monde étrange de l’infiniment petit régit par une physique bien particulière, la mécanique quantique. Ici, une particule peut présenter différentes natures simultanément dans le cadre d’une superposition d’états possibles. Être ici et ailleurs en même temps, présenter deux états simultanément ou alternativement, excités ou pas. Pour l’illustrer, rien de tel que le bon vieux chat de Schrödinger, cette expérience de pensée énoncée en 1935. On imagine un chat, enfermé dans une boîte équipée d’un dispositif nucléaire et mortifère.
Selon les principes de la physique quantique, tant que la boîte est fermée, le chat serait à la fois mort et vivant.
En ouvrant la boîte, on aura la réponse. L’observation nous ramènera à notre monde "physique" où le félin sera mort ou vivant. Donc pour schématiser, une superposition quantique n’est valable que dans un univers quantique. Mais alors quid
de l’ordinateur du même nom inscrit dans notre réalité ?
Et puis il a aussi des contraintes, notamment celles du service militaire "Pendant dix mois, à Montauban puis Vincennes" reprend Michel. Là, il endosse l’uniforme du comptable pour
s’occuper de la solde du contingent. "J’étais chanceux avec ce poste tranquille après des classes plus rugueuses", précise-t-il. Juste après l’armée, la chance l’attend encore dans une agence d’intérim. On lui propose de remplacer au poste de comptable une collaboratrice qui s’est cassée la jambe. "En fait, le PMU me met le pied à l’étrier", s’amuse Michel. Il y restera trois ans. Puis d’autres horizons s’ouvrent à lui. Notamment publicitaires chez Publicis Conseil.
Des sociétés de services l’accueillent. Jusqu’à Kaba. Ce spécialiste des portes coulissantes lui ouvre les siennes. "Souhaitant renouveler leur système d’information, ils avaient besoin de mon expérience pour être accompagnés dans ce changement". Les solutions du marché ne plaisent pas à Michel. C’est alors que des consultants de Navision viennent le voir. Leur offre plait au Directeur comptable de Michel et l’implémentation est mise place avec succès. Michel ayant découvert le métier de consultant est tenté par l’activité. Intéressé par la compétence comptable de Michel, Navision lui propose de le former au consulting.
Puis Michel entre chez Colombus, intégrateur AX. Les projets s’enchaînent, spécialement
chez Saint-Gobain Glass. Ensuite, il entre chez Avanade et quelques années plus tard
il intègre l’ESN Viseo.
Premiers contacts
Deux ans après, Flexmind le contacte avec un argument décisif : "Ici tu n’auras pas une kyrielle de projets mais un seul, important et captivant". C’est ainsi que Michel démarre en 2012 sur le projet Geodis et fait la connaissance de nombre de ses collègues d’aujourd’hui. En 2017, il quitte le salariat pour le statut d’indépendant et opère pour le groupe Saur. "Pendant ce temps, Geodis s’était séparé de Flexmind pour rejoindre FiveForty°. Jonathan m’appelle pour me proposer de reprendre en sous-traitant sur Geodis en conservant mon nouveau statut", résume le consultant finance Dynamics.
"De toute façon, quand Jonathan a voulu monter sa structure, je n’ai pas hésité une seule seconde". Celui que la chance n’a jamais lâché précise : "Ici, on ne sent pas le poids de la structure, l’aspect famille est palpable. Ce lien social ajouté à la diversité des clients, c’est ce qui donne envie de bosser avec eux".°
La mémoire d’un ordinateur classique s’appuie sur les bits. Chaque bit est porteur de 1 ou de 0. Puis la machine calcule en arrangeant ces bits. Quant à lui, un circuit de calcul quantique s’organise à partir de quantum bits (qubits ou qbits). Ils peuvent enregistrer des données de 1 ou 0 mais simultanément. Le qbit peut donc porter des données de 1, 0 ou la superposition d’un 1 et d’un 0. Et dans la logique de la physique quantique, ces derniers peuvent aussi se combiner, on appelle cela l’intrication. L’ordinateur calcule en manipulant ces différentes distributions pour une puissance de calcul spectaculaire. Exemple : dans une bibliothèque, vous choisissez un ouvrage dans lequel vous tracez une croix sur une page prise au hasard. Une fois le livre remis en place, vous demandez alors à l’ordinateur de la retrouver. L’ordinateur moderne va procéder en ouvrant successivement toutes les pages de chaque livre de la bibliothèque jusqu’à ce qu’il trouve la croix en question. Si vous confiez la même requête à un ordinateur quantique, il serait capable de consulter toutes les pages de tous les livres en même temps, et de trouver la page presque instantanément !
Pas pour demain. Déjà, il faut être en mesure de produire des qbits en quantité suffisante pour en arriver à des applications opérationnelles. Face aux enjeux de sécurité et donc de souveraineté qui en découlent, les États encouragent de grandes sociétés et les centres de recherche. Américains et Chinois investissent en masse sur le sujet. Les géants de la Big tech publient régulièrement l’état de leurs avancées dans la course à la suprématie quantique. Google, tout comme IBM, Honeywell, Microsoft ou Intel rivalisent d’annonces tonitruantes sur des percées qui conduisent à des performances défiant l’imagination. L’enjeu stratégique n’a pas échappé à l’Europe. L’U.E a engagé dès 2017 un milliard d’euros sur dix ans dans le programme Quantum Technology Flagship.
Quand la Chine via l’un de ses BATX, Alibaba, investit 15 milliards de dollars dans l’I.A, la fintech et la recherche quantique…
Qu’il s’agisse de télécommunications, de renseignement, d’infrastructures énergétiques, d’industrie pharmaceutique, les super calculateurs pourraient jouer un rôle déterminant. Cette technologie viendrait aussi en renfort de l’intelligence artificielle en démultipliant les capacités de machine learning. Avec le Royaume-Uni et l’Allemagne, la France apparaît comme l’un des leaders en matière de recherche quantique. Mais si elle est impliquée dans de nombreux projets, la France n’en dirige aucun. Néanmoins, elle est très investie dans le projet de processeur quantique QuQube à Grenoble financé par le Conseil Européen de la Recherche. Par ailleurs, les initiatives se développent.
Laboratoires, start-ups, fonds d’investissement… La France et l’Europe disposent d’atouts certains pour ne pas rester à la traîne. L’incubateur Pulsalys a permis à la jeune start-up Alice&Bob, créée par deux jeunes physiciens de l’ENS Lyon, de faire parler d’elle avec des travaux qui pourraient bien révolutionner l’approche de l’informatique quantique. L’idée : corriger les erreurs qui se produisent naturellement avec ces super calculateurs. Au laboratoire de physique de l’ENS de Lyon, Théau Peronnin, co-fondateur, précise : "nos travaux démontrent qu’il est possible de protéger durablement une information quantique". Une avancée rupturiste qui, si elle était confirmée, ouvrirait un marché estimé entre 400 et 800 milliards d’euros. Avec Raphaël Lescanne, ils souhaitent aujourd’hui regrouper les énergies et les savoirs universitaires autour de leur projet. Ils ont levé trois millions d’euros et se donnent entre deux et trois ans pour le concrétiser. "On s’est aperçu qu’en France, il existait un savoir-faire unique dans la conception des machines quantiques", se félicitent les deux fondateurs. Comme en écho, Cédric O, Secrétaire d’État au Numérique, confirme qu’il existe dans notre pays une porosité exclusive entre la recherche et les jeunes pousses qui doit pouvoir amener la France à compter parmi les meilleurs acteurs du secteur.
Aujourd’hui, où en est-on ? "Aux cinq premiers kilomètres d’un marathon et d’une aventure de dix à vingt ans", indique Romain Alléaume, chercheur en cryptographie quantique à Télécom Paris. Selon lui, Google a investi des centaines de millions de dollars depuis des années mais s’est peut-être engagé sur une voie incertaine. Ce qui rendrait le retard de l’Europe et de la France rattrapable. Tant mieux au regard des enjeux de sécurité majeurs et de souveraineté nationale. La Ministre des Armées Florence Parly souligne : "on ne peut pas se laisser surprendre par un potentiel ordinateur quantique qui viendrait casser le chiffrement de nos données militaires".
Quant à M. Tout-le-monde, il ne se baladera pas demain avec un smartphone quantique. Déjà, pour réduire les instabilités des particules, les appareils quantiques doivent être maintenus à des températures proches du zéro absolu (-273°) et occuper une pièce entière. L’avenir de l’informatique quantique devrait plutôt passer par le cloud où des entreprises loueront du temps d’utilisation.
Quoi qu’il en sera, pour le patron d’Honeywell, Darius Adamczyk, grâce à l’informatique quantique, les spécialistes des matériaux vont découvrir de nouvelles structures moléculaires, les entreprises de transport vont optimiser la logistique. Les institutions financières disposeront d’applications plus rapides et précises. Et les groupes pharmaceutiques pourront accélérer les découvertes de nouveaux médicaments.°
Sources : site web radio Canada, Agence France Presse, Le Monde, Lyon Entreprises, Financial Times, New York Times, Le Parisien, The Verge, Washington Post
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