O l'ordinateurquantum est un appareil programmable capable d'effectuer calculset algorithmes par la manipulation et la lecture d'informations stockées dans des systèmes quantiques, tels que atomes, molécules, protons, électrons et photons. Dans ce type d'ordinateur, morceauxquantum, qui, par sa nature même, rendent ce type d'ordinateur capable d'effectuer des tâches cela prendrait des milliers voire des millions d'années pour être réalisé par des ordinateurs électroniques.
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Comment fonctionne l'ordinateur quantique ?
Toi des ordinateursquantum sont complètement différents des ordinateurs ordinaires, qui sont basés sur le passage courant électrique via de petits appareils semi-conducteurs, appelé transistors. Ce nouveau type d'ordinateur peut fonctionner à partir des systèmes quantiques les plus divers, cependant, les implémentations les plus populaires lis le tourner, une propriété quantique présente dans des particules telles que protons, photons et électrons.
La logique derrière l'ordinateur quantique est également un peu différente de ce qui est utilisé dans les ordinateurs classiques, qui opèrent à travers des phrases logiques dont les résultats possibles ne sont que les nombres 0 et 1.
La différence entre les ordinateurs électroniques et quantiques est qu'en raison de natureprobabiliste donne la physique quantique, avant de lire le bitquantum, son statut peut être non seulement 0 ou 1, mais aussi le intersection entre ces états. C'est comme si dans les ordinateurs quantiques, des réponses comme oui, non et les deux étaient admises simultanément. Si vous voulez mieux comprendre les probabilités du monde quantique, visitez notre texte sur le Le principe d'incertitude de Heisenberg.
![Processeur quantique de 53 qubits, développé par Google en 2019. [1]](/f/b2e772f0a0a83a15588e82ba83f1d8e9.jpg)
L'étrange propriété qui rend les ordinateurs quantiques si spéciaux s'appelle s'effondrerdonneOccupationdansvague. Tous les systèmes quantiques sont complètement décrits par une fonction d'onde respective, mais avant d'examiner un système quantique, rechercher certains de ses grandeur physique mesurable (masse, charge électrique, champ magnétique par exemple), la fonction d'onde peut supporter plus d'une valeur pour chacune de ces grandeurs et il y a des probabilités que chacune de ces valeurs soit mesurée.
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Vous vous demandez peut-être - quel est l'avantage de ne pas connaître à l'avance les valeurs possibles d'une mesure quantique? La réponse est: avant de faire des calculs, par exemple, la nature des bits quantiques garantissait que la bonne réponse figurait parmi les possibilités. En d'autres termes, on peut dire que l'ordinateur avait déjà considéré de nombreux résultats, avant même d'obtenir la réponse du calcul. Cela rend le tempsinformatique qui est consacré à la résolution de problèmes complexes, soit considérablement réduit.
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Possibilités informatiques quantiques
Mais après tout, que pourrions-nous faire avec un ordinateur quantique? Très probable, les ordinateurs quantiques ne sera pas utilisé à des fins triviales comme naviguer sur Internet ou regarder une vidéo, car, à ces fins, les ordinateurs électroniques sont assez efficaces, en plus d'être beaucoup moins chers que les ordinateurs quantiques.
Cependant, lorsque nous parlons de calculscomplexes, comme celles impliquant le cryptographiedansmots de passebanques, l'utilisation d'ordinateurs quantiques sera d'une grande aide. Si nous sommes capables de faire des ordinateurs quantiques des dispositifs entièrement fonctionnels, nous pourrons simuler des choses que nous n'aurions jamais cru possibles, comme la dynamique climatique de la Terre, la formation de galaxies, les simulations de systèmes vivants et bien d'autres possibilités.
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Qubits - les bits quantiques
Les bits quantiques sont souvent appelés qubits (bits quantiques). Ces qubits représentent un bond énorme par rapport aux bits utilisés par les calculateurs électroniques: ils peut avoir les états 0 et 1 simultanément. En pratique, c'est comme si la capacité de l'ordinateur quantique était exponentielle par rapport au nombre de bits: un ordinateur quantique 1 bit équivaut à un ordinateur électronique classique à 2 bits et un ordinateur quantique à 2 bits équivaut à un ordinateur à 4 bits électronique. Voir ci-dessous un tableau qui relie la capacité des bits quantiques à leur correspondance avec les bits classiques :
Quantité de bits quantiques |
Correspondance de bits classique |
1 qubit |
2 bits |
2 qubits |
4 bits |
10 qubits |
1024 bits |
20 qubits |
1048576 bits |
64 qubits |
1,84.1019 morceaux |
512 qubits |
1,34.10154 morceaux |
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Processeur quantique 2019
Récemment, des chercheurs de Google ont affirmé avoir atteint le "suprématie quantique", car ils ont pu effectuer, en 200 secondes, un calcul que l'ordinateur le plus avancé au monde, le Sommet, d'IBM, prendrait environ 10 000 ans. L'expérience réalisée par les chercheurs a utilisé 53 qubits, correspondant à environ 1016 bits classiques, pour garder le processeur quantique pleinement fonctionnel, l'ordinateur a été maintenu à des températures très basses, autour de 20 mK (0,02 K).
Les résultats obtenus par l'expérience suggèrent que le concept derrière le machinedansTuring, qui est théoriquement universel et capable de simuler n'importe quel modèle informatique, pourrait être faux. C'est parce que les ordinateurs classiques, basés sur l'ensemble théorique de Turing, ne sont pas capables d'effectuer les tâches effectuées par le processeur quantique, du moins pas avec la même vitesse ni avec la même précision.
Crédit image
[1] nature
Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique
