Un calcul résolu en trois minutes au lieu de… 10 000 ans. L’ordinateur quantique pourrait facilement casser les codes secrets les plus sophistiqués.

Une opération quantique réussie par Google fin septembre  : l’ordinateur quantique universel.

La recherche en informatique quantique, apparue dans les années 1980, repose sur l’un des principes de la physique quantique appelé superposition.

Selon cette découverte, un objet peut avoir deux états en même temps alors que dans le monde « classique », elle ne peut être que l’un ou l’autre à la fois.

Ce mécanisme est déroutant :« même les scientifiques les plus imaginatifs ont du mal à le comprendre, parce qu’il ne se joue pas au niveau sensible », souligne Audrey Loridan-Baudrier, de la Fondation Mines-Télécom, qui forme de futurs ingénieurs à cette technologie.

Ø A une échelle microscopique, il est possible de prolonger l’état quantique, avec des atomes simples, froids, isolés.

On peut ainsi fabriquer des qubits, brique de base de l’informatique quantique.

Mais leur manipulation est délicate car ils sont difficiles à stabiliser et les fabricants ont du mal à dépasser les 53 qubits.

Ils sont néanmoins déjà capables de performances spectaculaires, comme l’a montré le processeur de Google qui a calculé en 3 minutes là où un supercalculateur classique aurait mis des milliers d’années.

Pourquoi un tel écart de performance ? Contrairement aux bits classiques qui ne peuvent se trouver que dans deux états (0 ou 1), les qubits ont une infinité d’états possibles, pouvant se superposer.

L’ordinateur quantique aurait donc un impact considérable sur nos capacités à traiter les informations.

Ø Des applications concrètes utilisant des systèmes hybrides classique/quantique existent déjà.

L’une d’elles arrive par exemple à résoudre rapidement le « problème du voyageur de commerce » qui doit optimiser son trajet pour aller dans 100 villes différentes.

L’algorithme quantique le plus prometteur est celui de Shor,

Il est capable de factoriser aussi vite que de multiplier, alors que dans un calcul classique, il y a une différence de temps de résolution entre les deux opérations.

« Si je vous demande de quels nombres 437 est le produit, vous mettrez du temps à trouver. A l’inverse, si je vous demande de faire la multiplication 19 x 23, vous trouverez bien plus rapidement 437 », observe Daniel Hennequin ce physicien français, chercheur au CNRS affecté au Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules de l'Université Lille I.

Pour l’heure, le quantique n’arrive à factoriser que des nombres de 7 ou 8 chiffres et l’ordinateur classique reste bien plus puissant, souligne le chercheur Jean-Paul Delehaye.

Mais dès qu’un ordinateur quantique universel réussira à exécuter l’algorithme de Shor à grande échelle, avec des nombres à 100 chiffres, on parlera alors de « suprématie quantique ».

Cela remettrait en cause toute la cryptographie qui régit nos codes de sécurité (cartes de crédit, etc.), qui est fondée sur la longueur de la factorisation (l’algorithme RSA).