{"id":44117,"date":"2016-11-03T10:40:59","date_gmt":"2016-11-03T10:40:59","guid":{"rendered":"http:\/\/www.massarate.ma\/?p=44117"},"modified":"2016-11-03T11:14:08","modified_gmt":"2016-11-03T11:14:08","slug":"on-se-rapproche-encore-de-lordinateur-quantique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.massarate.ma\/on-se-rapproche-encore-de-lordinateur-quantique.html","title":{"rendered":"On se rapproche encore de l’ordinateur quantique !"},"content":{"rendered":"

\"On<\/p>\n

La technologie des ordinateurs quantiques a fait des progr\u00e8s fulgurants ces derni\u00e8res ann\u00e9es… Et aujourd’hui, deux \u00e9quipes de chercheurs pr\u00e9sentent une nouvelle solution qui, d\u00e9j\u00e0, semble aboutie.<\/p>\n

Parler d’ordinateur quantique n’est pas de tout repos.<\/h2>\n

Non seulement on touche \u00e0 des concepts difficiles de calcul algorithmique mais de plus ceux-ci se m\u00e9langent avec les lois de la physique quantique, \u00e9tranges et pour tout dire insaisissables. Il n’emp\u00eache : deux articles publi\u00e9s simultan\u00e9ment dans la revue Science (A et B, et un commentaire ) m\u00e9ritent le d\u00e9tour.<\/p>\n

Des chercheurs am\u00e9ricains et japonais y pr\u00e9sentent en effet deux machines quantiques, bas\u00e9es sur la technologie du “mod\u00e8le d’Ising”<\/a>, qui seraient \u00e0 ce jour les plus efficaces jamais con\u00e7ues, presque pr\u00eates \u00e0 \u00eatre commercialis\u00e9es. Si une telle affirmation est probl\u00e9matique dans ce domaine si controvers\u00e9, l’avanc\u00e9e semble n\u00e9anmoins r\u00e9elle.<\/p>\n

Des machines hybrides quantique-classique<\/h2>\n

Il s’agit en r\u00e9alit\u00e9 de machines “hybrides”, une partie du calcul utilisant les lois de la physique quantique, l’autre s’appuyant sur la technologie des microprocesseurs classiques. De fait, ces derniers servent \u00e0 g\u00e9rer \u00e0 tr\u00e8s haute vitesse l’appareillage quantique, lieu o\u00f9 se r\u00e9alise v\u00e9ritablement le calcul. Concr\u00e8tement, cet appareillage consiste en un Oscillateur param\u00e9trique optique<\/a> (OPO) qui module des impulsions lasers tournant dans une boucle en fibre optique.<\/p>\n

A l’int\u00e9rieur de cette boucle optique (entrecoup\u00e9e par l’OPO) plusieurs flux lasers tournent en parall\u00e8le tels des chevaux dans une course hippique. Ces flux de photons sont li\u00e9s entre eux, comme si les brides des chevaux avaient \u00e9t\u00e9 attach\u00e9es – mais des brides de nature quantique. Et \u00e0 chaque passage du train de flux par l’OPO, celui-ci peut modifier ces liens, c’est-\u00e0-dire les renforcer ou les att\u00e9nuer.<\/p>\n

Les probl\u00e8mes qu’elles savent r\u00e9soudre<\/h2>\n

Pour en venir au calcul disons que chaque flux laser repr\u00e9sente un param\u00e8tre du probl\u00e8me \u00e0 calculer et les liens entre flux les relations entre param\u00e8tre qu’il faut satisfaire pour r\u00e9soudre le probl\u00e8me. Vous l’aurez compris, cet aspect quantique du calcul est tr\u00e8s int\u00e9ressant mais oblige \u00e0 plonger dans un ab\u00eeme technico-th\u00e9orique. Parlons plut\u00f4t des probl\u00e8mes que ces deux machines seraient capables de r\u00e9soudre mieux que les ordinateurs classiques.<\/p>\n

De fait ces machines sont plut\u00f4t des calculateurs sp\u00e9cialis\u00e9s car elles ont \u00e9t\u00e9 pens\u00e9es pour un seul type de probl\u00e8mes : les probl\u00e8mes d’optimisation<\/a>. Il s’agit de trouver la meilleure solution parmi un grand nombre de possibilit\u00e9s.<\/p>\n

Postiers et prot\u00e9ines<\/h2>\n

Par exemple, on sait qu’un postier qui fait sa tourn\u00e9e peut opter parmi des centaines d’itin\u00e9raires pour boucler son travail, dont un seul (ou quelques-uns) sera le plus court des tous. On sait aussi qu’une prot\u00e9ine peut se replier<\/a> de milliards de mani\u00e8res diff\u00e9rentes dont une seule est la forme la plus compacte, celle de plus basse \u00e9nergie.<\/p>\n

Ces probl\u00e8mes d’optimisation sont en prise avec notre sant\u00e9 – un repliement non optimal de prot\u00e9ines peut engendrer de graves pathologies – et avec notre Plan\u00e8te car les r\u00e9seaux de transport mondiaux (de personnes, de biens, d’\u00e9nergie, d’informations, etc.), loin d’\u00eatre optimaux, gr\u00e8vent notre \u00e9conomie, nos \u00e9cosyst\u00e8mes et notre climat.<\/p>\n

Las ! Un ordinateur classique doit calculer toutes les combinaisons possibles (de repliements, de tourn\u00e9es) avant de les comparer et d\u00e9duire la solution optimale ce qui, si le nombre de param\u00e8tres est grand, peut prendre des dizaines d’ann\u00e9es m\u00eame aux meilleurs supercalculateurs.<\/p>\n

Une solution \u00ab miracle \u00bb<\/h2>\n

Ce n’est pas qu’une limite technologique, c’est aussi une limite inh\u00e9rente au calcul : pour toute nouvelle adresse ajout\u00e9e aux N adresses du facteur, le nombre de tourn\u00e9es possibles double (ou environ), si bien que ce probl\u00e8me conna\u00eet une “explosion exponentielle” quand on fait croitre le nombre de param\u00e8tres (adresses, sites actifs sur la prot\u00e9ine).<\/p>\n

Or ce que parviennent \u00e0 faire les machines quantiques des chercheurs, du moins en th\u00e9orie, c’est court-circuiter cette phase de calcul : une fois que les donn\u00e9es du probl\u00e8me ont \u00e9t\u00e9 encod\u00e9es par l’OPO dans les flux lasers et leurs liens quantiques r\u00e9ciproques, on laisse le syst\u00e8me trouver tout seul son \u00e9tat d’\u00e9nergie minimal, celui qui r\u00e9alise l’optimum du probl\u00e8me, puis on recueille le r\u00e9sultat en mesurant l’\u00e9tat du syst\u00e8me. Et hop !<\/p>\n

Des doutes…<\/h2>\n

Autant dire que cela ferait faire un saut vertigineux au calcul des probl\u00e8mes d’optimisation. Concr\u00e8tement, l’\u00e9quipe am\u00e9ricaine dit avoir r\u00e9ussi un calcul d’optimisation avec 100 flux lasers en parall\u00e8le (soit 100 adresses postales ou sites actifs de prot\u00e9ines) et l’\u00e9quipe japonaise revendique un calcul d’optimisation sur 2000 flux – mais avec seulement un r\u00e9sultat approxim\u00e9 de la solution.<\/p>\n

Avec 2000 param\u00e8tres, on fr\u00f4le d\u00e9j\u00e0 (\u00e0 un facteur 10 pr\u00e8s) des probl\u00e8mes biens r\u00e9els en gestion de ressources et en biologie. Mais d\u00e9j\u00e0 des voix parmi les sp\u00e9cialistes, comme Scott Aaronson<\/a>, mettent en doute la possibilit\u00e9 que ces calculateurs sp\u00e9cialis\u00e9s puissent effectivement surpasser de mani\u00e8re importante les techniques usuelles de calcul des probl\u00e8mes d’optimisation. Le d\u00e9bat sur les r\u00e9elles comp\u00e9tences de tels calculateurs est ouvert…<\/p>\n

Roman Ikonicoff – Sciences & vie<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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