La Loi de Neven ou la croissance  des calculateurs quantiques.

L'article référencé ci-dessous de Quanta Magazine signale le fait que les scientifiques découvrent chaque jour les possibilités croissantes des calculateurs quantiques, au fur et à mesure que leur taille s'accroît. Rappelons que l'ordinateur quantique peut faire des calculs beaucoup plus rapidement qu'un ordinateur classique. Il doit toutefois disposer pour cela d'un nombre suffisant de qubits.

Or cela n'est pas facile. Plus ce nombre est grand, plus la superposition des états quantiques est instable et peut disparaître avant que le calcul demandé ne soit mené à terme. Rappelons qu'un ordinateur classique manipule des bits d'information, qui sont soit des 0 soit des 1, un ordinateur quantique utilise des qubits. Ceux-ci sont des généralisations des bits classiques, qui sont en quelque sorte une superposition simultanée de ces deux états.

Les physiciens savent déjà réaliser en laboratoire quelques ordinateurs quantiques, mais ceux-ci sont très élémentaires et ne sont pas comparables aux calculateurs classiques, c'est-à-dire des machines de Turing universelles programmables pour pouvoir effectuer n'importe quel algorithme de calcul. Cependant, en accroissant le nombre des qubits dans un ordinateur quantique, ce qui pose des problèmes techniques considérables, il paraît possible d'obtenir des calculateurs quantiques en mesure de concurrencer des ordinateurs classiques, voire de faire beaucoup plus. Dans des articles précédents, nous avions indiqué que celui qui disposerait de calculateurs quantiques performants « dominerait le monde ». C'est pourquoi la course à ces ordinateurs est lancée partout. Elle fait l'objet d'une compétition active entre les américains IBM  et Google notamment, ceci pour l'occident. Il en est de même à l'est, en Russie et en Chine, mais ces dernières restent très discrètes sur leurs possibilités.

La taille des calculateurs quantiques s'accroît désormais extrêmement vite. Alors qu'en décembre 2018, les chercheurs travaillant au laboratoire de Google AI pouvaient reproduire sur les calculateurs quantiques dont ils disposaient les calculs fait sur un calculateur portable, ils ont du en début d'année 2019 faire appel aux serveurs gigantesques de Google pour faire la même chose.

Cette croissance que le chercheur Hartmut Neven avait qualifiée de doublement exponentielle lors du Google Quantum Spring Symposium de mai 2019 doit être définie. Une croissance exponentielle croit par des puissances de 2 ( 2 puissance 1, 2 puissance 2, 2 puissance 3 ...). Une croissance doublement exponentielle croit par des puissances de puissances, 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3...

Cette croissance doublement exponentielle résulte de deux facteurs. Le premier est que si un circuit quantique dispose de 4 qubits, il faut 16 bits ordinaires dans un ordinateur classique pour accomplir la même tache. Le plus important est l'amélioration rapide des calculateurs quantiques, réduisant notamment le taux d'erreurs de ceux-ci, ce qui permet d'accroître leur taille, autrement dit leur capacité de calcul sans augmentation de leurs risques de décohérence.

Comme l'on pouvait s'y attendre les constructeurs d'ordinateurs ordinaires font valoir les rapides progrès de ceux-ci, tant en ce qui concerne les capacités des chips (puces) que celle des algorithmes utilisés. Ils sont réels alors que les ordinateurs quantiques restent encore des produits de laboratoire. De plus, les capacités des ordinateurs quantiques restent à démontrer face à des questions extrêmement complexes, comme celles concernant l'univers en général. Pour le moment de telles questions ne leur ont pas été posées, ne fut-ce que par la difficulté de les formuler.

Il reste que si ce que l'on nomme la « suprématie quantique » ne s'est pas encore précisée, il y a tout lieu de penser qu'elle est proche. Une nouvelle fois , il faudra regretter ici l'absence de laboratoires européens en propre, hormis ceux de Google ou d'autres start-up (s) américaine situées en Europe pour des raisons de commodité fiscale..

Références

Quanta Magazine 
https://www.quantamagazine.org/does-nevens-law-describe-quantum-computings-rise-20190618/?utm_source=Quanta+Magazine&utm_campaign=31d4a919bd-RSS_Daily_Physics&utm_medium=email&utm_term=0_f0cb61321c-31d4a919bd-389849109&mc_cid=31d4a919bd&mc_eid=2a15f8e03e

Pour plus de détails, voir un article précédent de Philip Ball
https://www.wired.com/story/the-era-of-quantum-computing-is-here-outlook-cloudy/

Rappel https://fr.wikipedia.org/wiki/Calculateur_quantique

 Note

Sur la capacité d'un calculateur quantique de générer des séries de chiffres au hasard (randomness), utilisée désormais dans de nombreuses tâches, telles qu'en cryptologie, voir, toujours de Quanta Magazine (article difficile):
https://www.quantamagazine.org/how-to-turn-a-quantum-computer-into-the-ultimate-randomness-generator-20190619/?utm_source=Quanta+Magazine&utm_campaign=1f3de371bc-RSS_Daily_Physics&utm_medium=email&utm_term=0_f0cb61321c-1f3de371bc-389849109&mc_cid=1f3de371bc&mc_eid=2a15f8e03e

 

 

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