Vidéo

Transcription

Pendant longtemps, la technologie humaine était restreinte à notre cerveau, au feu et aux bâtons pointus.

Quand le feu et les bâtons pointus sont devenus les centrales nucléaires et les bombes atomiques

Nos plus belles créations, viennent de nos cerveaux

Depuis les années 60, la puissance de nos ordinateurs ont augmentées exponentiellement

leur permettant d’être à la fois plus petit et plus puissant

Mais cela atteint ses limites physiques

Les composants informatiques se rapprochent de la taille d’un atome

Pour comprendre pourquoi c’est un problème, nous allons éclaircir quelques points.

Un ordinateur est fait de composants très basiques faisant de choses très simples

représentant les données, les raison des manipulations et des mécanismes de contrôle

Les puces électronique sont fait de modules qui sont fait de portes logiques qui sont fait de transistors

un transistor est la forme la plus simple d’un traitement de données dans un ordinateur

une sorte d’interrupteur qui peut ouvrir ou fermer l’accès aux données y passant

cette information est faîtes de bits qui peuvent être des 0 ou des 1

des regroupements de bits sont utilisés pour représenter des informations plus complexes

Les transistors sont combinés pour former des portes logiques qui restent sur des actions simples

Par exemple, une porte ET envoi un 1 si toutes ses entrées sont à 1 sinon, envoi un 0

Un arrangement de portes logiques crée des modules qui peuvent additionner des nombres

Un fois que tu peux additionner, tu peux aussi multiplier. Et quand tu peux multiplier, tu peux tout faire.

Quand toutes les opération basiques sont plus simples que des mathématiques de CP

Tu peux imaginer un ordinateur comme un groupe d’enfants de 7 ans répondant à des questions simple de mathématiques

Un nombre suffisant grand d’entre eux, peut tout résoudre, de l’astrophysique à zelda

Les composants devenant de plus en plus petit,

la physique quantique rends les chose compliquées

en un mot, un transistor est juste un interrupteur électrique

électricité est le mouvement des électrons d’un point à un autre

donc un interrupteur est un passage qui peut bloquer les électrons se déplaçant dans une direction

aujourd’hui, la taille moyenne d’un transistor est de 14 nanomètres

ce qui est 8 fois moins que le diamètre du VIH

et 500 fois plus petit qu’un globule rouge

comme les transistors rétrécissent à la taille de quelques atomes

les électrons se transfèrent eux-mêmes de l’autre côté du blocage par des tunnels quantiques

dans le royaume quantique, la physique fonctionne différemment et les ordinateurs traditionnels sont un peu perdu… (beaucoup)

Nous rencontrons une vrai barrière physique au progrès technique

Pour résoudre ce problème, les scientifiques essayent d’utiliser cette inhabituelle propriété quantique en créant des ordinateurs quantiques

Dans les ordinateurs habituels, les bits sont l’unité la plus petite

les ordinateurs quantiques utilisent des qubits qui peuvent être à 0 et/ou 1

un qubit peut avoir n’importe quel valeur du système quantique comme il tourne dans un champ magnétique ou un photon

0 et 1 sont les valeurs possibles et sont représentées par la polarisation verticale ou horizontale du photon

dans le monde quantique, le qubit peut ne pas être dans un seul état mais dans n’importe quelle proportion des 2 états en même temps

c’est appelé : la superposition

mais dès que tu testes sa valeur, en envoyant le photon dans un filtre

le photon doit être polarisé, soit horizontalement, soit verticalement

donc du moment qu’il n’est pas observé, il est dans un superposition de probabilité entre 0 et 1, et on ne peut pas prédire le résultat

à l’instant où tu le mesures, l’état du qubit est défini

la superposition change toute la donne

4 bits classiques ont 2 à la puissance 4 différentes configurations

cela fait 16 configurations possibles parmi lesquelles tu ne peux en avoir qu’une

Pour les qubits, grâce à la superposition ils peuvent avoir toutes les combinaisons en même temps !

Ce nombre augmente exponentiellement avec chaque qubit en plus

20 d’entre eux peuvent déjà avoir plus d'1 million de possibilités en parallèle

Une des étranges propriété que les qubits peuvent avoir, est l’intrication quantique

Cela inclus la connexion qu’ont chaque qubits de pouvoir changer d’états en même temps quelque soit la distance

Cela veut dire que mesurer 1 qubit intriqué permet de déduire l’état de son qubit partenaire sans regarder

La manipulation des qubits est aussi quelque peu déroutante…

Une porte logique normale ont un nombre défini d’entrée et produise une sortie définitive.

Une porte quantique calcule une entrée de superposition, probabilité de rotation et produit une autre superposition

donc un ordinateur quantique [inaudible], y applique des portes quantiques pour les intriquer

et manipuler les probabilités pour en mesurer la sortie, transformant la superposition en suite de 0 et de 1

Cela veut dire que l’on obtient tout un tas résultats possibles avec votre agencement en même temps.

En réalité, vous ne pouvez mesurer qu’un résultat à la fois donc vous devrez certainement réessayer jusqu’au bon

Mais, en exploitant intelligemment la superposition et l’intrication, cela serait exponentiellement plus efficace que n’importe quel ordinateur traditionnel

Bien que les ordinateur quantique ne remplaceront pas nos ordinateurs actuels, ils sont bien supérieurs dans certains cas

Un d’eux est la recherche des bases de données

Pour chercher quelque chose, un ordinateur normal doit chercher dans chacun de ses fichiers

un algorithme quantique ne mets que la racine carré du temps nécessaire au précédent cas

ce qui pour les grande base données crée une énorme différence

l’utilisation la plus connue des ordinateurs quantique est la sécurité informatique

à ce moment même, informations bancaire sur internet sont sécurisés par un système d’encryption

au quel tu donnes une clef publique pour encoder les messages que seul toi peux décoder

le problème est que cette clef publique peut être utilisé pour calculer ta clef privé

heureusement, faire la totalité des calculs prendrait des années d’échecs

mais un ordinateur quantique ayant un vitesse bien supérieur pourrait le faire en un instant

une autre utilisation intéressante est la simulation

les simulations du monde quantique sont très gourmandes en ressources

et même pour de plus grosse structures tel que les molécules, on a souvent très peu de précision

alors pourquoi ne pas simuler de la physique quantique avec de la physique quantique ?

la simulation quantique pourrait éclaircir le fonctionnement des protéines et aider la médecine

Pour le moment nous ne savons pas si l’ordinateur quantique sera un outil très spécialisé où une révolution pour l’humanité

nous ne savons pas où sont les limites de la technologie et il n’y a qu’un moyen de le savoir