Les théories quantiques touchent de nombreux secteurs : finance, logistique, santé, chimie et permettent une grande avancée technologique.
Tout d’abord, rappelons ce qu’est la physique quantique. La physique quantique est l’étude des lois qui régissent toutes les particules microscopiques (atomes, photons, électrons). Elle modélise les interactions qui se produisent au niveau atomique. L’ordinateur quantique effectue des calculs régissant de ces lois.
D’un point de vue physique, les ordinateurs traditionnels reposent sur des données binaires, codées par des bits d’information dont la valeur est nécessairement 0 ou 1. Cet état varie en fonction du passage ou non d’un courant électrique, deux états sont alors possibles : ouvert ou fermé. Ces ordinateurs peuvent faire un calcul à la fois. L’ordinateur quantique, pour sa part, utilise des unités de données appelées qubits. Ces qubits utilisent simultanément le 0 et le 1, ce qui confère une multitude d’états. Ils peuvent être placés dans un ensemble continu de superpositions de ses deux états de base.
En outre, ils permettraient la réalisation de calcul à l’échelle atomique ce qui aurait pour conséquence de tester les réactions des molécules entre elles ainsi que la création de nouveaux matériaux.
Google, Microsoft et dernièrement Amazon se livrent un véritable affrontement technologique à ce propos, tous souhaitent parvenir à la toute-puissance quantique avant ses concurrents.
Ainsi, dans le domaine de la pharmacie, les ordinateurs classiques sont utilisés pour la réalisation d’interactions et simulations comportementales moléculaires. Cependant, l’informatique quantique offre la possibilité de promouvoir cette conception en réalisant ces simulations se rapprochant drastiquement de la réalité et diminuant de manière considérable les approximations, en des délais réduits. En effet, de nos jours, le développement de nouveaux médicaments et leurs mises sur le marché prend en moyenne une dizaine d’année.
En revanche, pour espérer une stabilité et un fonctionnement correct des qubits, leur température de stockage doit être proche du zéro absolu, à -270°C, nécessitant des quantités d’énergie et de ressources considérables. Rajouté à cela, malgré les avancées précédemment réalisées en informatique quantique, de nombreux obstacles sont à franchir avant de pouvoir disposer d’un tel ordinateur : notamment le problème de la décohérence. En prenant 2 états quantiques on peut fabriquer une infinité d’état. Il est cependant crucial de conserver une cohérence entre eux et c’est cela qui aujourd’hui n’est pas faisable à grande échelle. La multiplication des qubits les rends sensibles à l’environnement et favorise une instabilité quant à la superposition des états quantiques, la moindre perturbation conduit à un changement d’état.
Ce projet promet un tournant révolutionnaire sur l’aspect moléculaire, mais la physique quantique reste un domaine inachevé. Selon les experts, la probabilité d’utiliser un ordinateur quantique est encore trop tôt. Affaire à suivre.
Laure KPAKPO
Sources :
- « Informatique quantique : opportunités pour la chimie et pour la pharmacie » – Institut Montaigne
- « Qu’est-ce que l’informatique quantique en santé ? » – 23 consulting
- « Physique quantique : qu’est-ce que c’est ? » – Futura Sciences
- « Définition : ordinateur quantique » – Sciences et Vie
- « Une nouvelle méthode permet de maintenir des qubits lumineux stables à température ambiante » – Trust My Sciences
- « L’essentiel sur… le calcul et l’ordinateur quantiques » – CEA