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Google annonce une avancée majeure en informatique quantique

Le logo de Google devant ses bureaux de Pékin.

Google est un chef de file dans la recherche sur l'informatique quantique.

Photo : Reuters / Thomas Peter

Radio-Canada

Google a confirmé mercredi avoir réalisé une percée majeure dans le domaine de la recherche en informatique quantique. Le géant californien a mis au point une machine capable de résoudre en quelques minutes seulement un problème qui prendrait des milliers d'années aux ordinateurs les plus puissants actuellement.

Cette découverte, qui avait déjà été ébruitée le mois dernier, a été publiée mercredi dans la revue scientifique Nature (Nouvelle fenêtre). Selon Google, son processeur Sycamore 54-qubit n’a besoin que de 3 minutes et 20 secondes pour effectuer un calcul que les traditionnels superordinateurs auraient mis 10 000 ans à faire.

L’entreprise aurait ainsi atteint la « suprématie quantique », un terme inventé par John Preskill, physicien au California Institute of Technology, qui « décrit le point où les ordinateurs quantiques peuvent accomplir des tâches qu’aucun ordinateur classique ne peut accomplir, peu importe si ces tâches sont utiles ».

Une prouesse impressionnante, mais aux applications peu utiles pour le moment

La communauté scientifique salue cette percée technologique. Des spécialistes la comparent au premier vol accompli par les frères Wright et ce qu’il a représenté pour le domaine de l’aviation en 1903, selon l'Associated Press.

C’est une prouesse technologique impressionnante et très complexe, a déclaré Michel Devoret, professeur de physique appliquée à l’Université Yale. J’aime comparer cela aux débuts de l’aviation. Plusieurs engins n’ont fait que quelques mètres en l’air.

Alexandre Blais, directeur scientifique de l'Institut quantique de l'Université de Sherbrooke, abonde dans le même sens. Que [la suprématie quantique] soit atteinte ou pas, c’est une avancée importante. Ça montre ce qui se fait de mieux dans le domaine, qui est à des années-lumière de ce qui se faisait l’an dernier a-t-il expliqué en entrevue avec Radio-Canada.

A handout picture from October 2019 shows Sundar Pichai and Daniel Sank (R) with one of Google's Quantum Computers in the Santa Barbara lab, California, U.S. Picture taken in October 2019.      Google/Handout via REUTERS        THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. - RC12ADEBF8D0

Sundar Pichai, PDG de Google, et Daniel Sank, spécialiste en informatique quantique chez Google, observent l'un des ordinateurs quantiques de l'entreprise dans un laboratoire de Santa Barbara en Californie.

Photo : Reuters / Google Handout

Toutefois, il faut se garder de penser que nous sommes à la veille d'une révolution technologique majeure. C’est une preuve de concept, c’est intéressant une preuve de concept, mais ça n’a aucune utilité a affirmé à Radio-Canada Gilles Brassard, cryptologue reconnu pour ses travaux sur la téléportation quantique et professeur au Département d'informatique et de recherche opérationnelle (DIRO).

Alexandre Blais, lui, a une petite idée de ce à quoi pourrait ressembler les applications pratiques des ordinateurs quantiques, dans le futur :On utilisera nos telephones intelligents et nos ordinateurs pour accéder à des serveurs quantiques dans le nuage, un nuage quantique qui nous donnera à portée de la main la puissance de cet outil-là.

Une technologie qui fait de l'ombre à tout ce qui s'est fait avant

L’informatique quantique en est encore à ses balbutiements, mais elle pourrait révolutionner des tâches que les ordinateurs existants mettent des années à accomplir, comme la découverte de nouveaux médicaments ou l’optimisation des transports en milieu urbain.

La mécanique quantique est la branche de la physique qui étudie et décrit les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l'échelle atomique et subatomique.

Un ordinateur quantique, résultat de plus d'un siècle de recherche en mécanique quantique, fonctionne d'une manière complètement différente que les ordinateurs réguliers. Il repose sur les propriétés étonnantes qu'ont certains objets lorsqu'ils sont réduits au niveau subatomique ou lorsqu'ils sont exposés au froid extrême, comme le métal refroidi à près de -460 degrés Fahrenheit (-273 degrés Celsius) que l'on trouve dans la machine de Google.

En somme, un seul objet peut agir comme deux objets simultanément, s'il est soit extrêmement petit, soit extrêmement froid.

La technique utilisée par les ordinateurs quantiques repose sur les quantum bits, ou qubits, qui peuvent enregistrer des données de 1 ou 0 – le langage des ordinateurs modernes –, mais simultanément, ce qui multiplie de façon exceptionnelle la puissance de calcul.

Deux globes terrestres avec les chiffres un et zéro.

Contrairement aux ordinateurs conventionnels, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, plutôt que des bits.

Photo : Capture d'écran - YouTube

Les ordinateurs quantiques, un risque pour la cybersécurité

En exploitant les propriétés quantiques, ces ordinateurs pourraient faire des milliards de calculs simultanément, assez pour décrypter des codes actuellement inviolables et résoudre des casse-têtes mathématiques qu'il était jusqu’ici impossible de résoudre.

Selon Alexandre Blais, il est clair que c'est devenu un enjeu de sécurité nationale. C’est pourquoi des superpuissances comme la Chine et des États-Unis investissent massivement en recherche quantique.

L'Agence nationale de la sécurité des États-Unis (NSA) a annoncé qu’elle devait passer dès maintenant à des codes qui vont résister aux attaques d’ordinateurs quantiques. Ce passage-là est extrêmement coûteux et extrêmement difficile. Ils doivent changer la façon dont ils font les choses, mais ils sont convaincus que c’est nécessaire ajoute M. Blais.

Pour le cryptologue Gilles Brassard, l'utilisation de l'informatique quantique pour « briser » l'infrastructure cryptographique d'Internet n'est pas seulement un risque, mais « une catastrophe en devenir ».

C'est un risque très sérieux [pour] l'effondrement complet du commerce électronique, de toute la sécurité sur Internet, c’est majeur. On a les outils pour ne pas que ça arrive, mais on ne les utilise pas a-t-il expliqué.

Pour le moment, nous sommes très loin d'avoir une machine qui pourra mettre Internet en danger. Toutefois, les vulnérabilités pourraient être exploitées dans un futur, aussi lointain soit-il.

Tous les messages qui transitent sur Internet en ce moment, même s'ils sont cryptés, peuvent être conservés sur des disques [durs]. Le jour où l'ordinateur quantique devient disponible, tout ça peut être sorti des disques et être décrypté a posteriori. Tout ce qui a transité sur Internet et qu'on a tenté de protéger, ça pourrait devenir un livre ouvert affirme-t-il.

Est-ce que ces risques sont applicables au commun des mortels? Pour Alexandre Blais, ce serait peu probable. Faire une attaque quantique pour une carte de crédit, ce serait sortir l’artillerie lourde, lance-t-il.

IBM se montre sceptique

Google n’est pas le seul dans la course au progrès en informatique quantique. Plusieurs des géants de la technologie se bousculent pour prendre leur place, comme Microsoft, Intel et IBM. Ce dernier a d'ailleurs appelé à relativiser la découverte de Google.

Dans un billet de blogue publié lundi (Nouvelle fenêtre), une équipe de recherche d'IBM a affirmé que Google avait sous-estimé le superordinateur conventionnel, appelé Summit, mis au point par IBM. Elle prétend que ce dernier pourrait accomplir le calcul réalisé par le processeur de Google en 2,5 jours plutôt qu'en 10 000 ans.

Google n'a émis aucun commentaire sur les allégations d'IBM.

Avec les informations de Le Monde, The Verge, Washington Post, CBC, et New York Times

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