Des chercheurs chinois créent la première mémoire quantique
Google et la NASA mettent sur pied un laboratoire quantique de recherche sur l'IA

Le , par Cedric Chevalier, Expert éminent sénior
Les recherches de l'application de la physique quantique à l'informatique vont bon train. Récemment, des chercheurs du laboratoire de Los Alamos ont mis sur pied le premier internet quantique, basé sur une architecture centralisée avec des transmetteurs de la taille d'une boîte d'allumettes.

Plus récemment encore, des chercheurs chinois de l'université de Cornell ont créé la première mémoire quantique. Celle-ci permet d'utiliser un photon unique pour encoder des informations.

Le secret derrière cet exploit réside dans l'exploitation du spin des photons. Pour rappel, le spin mesure la quantité de rotation d'un objet en tenant compte de sa forme et de sa masse. Pour les particules élémentaires que sont les photons, les valeurs possibles du spin sont -1 et +1, similaires aux 0 et 1 qui sont à l'origine de l'informatique telle qu'on la connait aujourd'hui.

Par ailleurs, Google et la NASA viennent de mettre sur pied le premier laboratoire quantique de recherche sur l'intelligence artificielle. AMES, le centre de recherches de la NASA, sera l'hôte de ce laboratoire. Celui-ci va contenir un ordinateur quantique de la société « D-Wave System ».

En effet, les problèmes liés à la « machine learning » sont difficiles à résoudre avec les architectures actuelles d'ordinateurs. L'algorithme d'optimisation des solutions « Gradient descent » qui est utilisé ne converge pas de façon optimale. L'ordinateur quantique a pour objectif de pallier cette difficulté afin de donner un nouvel essor à la « machine learning ». Pour Google, l'emploi des ordinateurs quantiques constitue la clé qui ouvrira une ère nouvelle pour l'informatique.

La physique quantique appliquée à l'informatique a de beaux jours devant elle. Quelle sera sa prochaine adaptation ? Seul l'avenir nous le dira.

Sources : Université de Cornell, Google

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Avatar de jmnicolas jmnicolas - Membre éprouvé https://www.developpez.com
le 19/05/2013 à 20:41
J'en pense qu'à part le "One Time Pad", tous les secrets cryptés avec des méthodes non quantiques sont décryptables aisément par un ordinateur quantique.

J'imagine que ça doit être un sujet de stress dans les grands services d'espionnage ...
On peut être sûr que les américains ont la techno, pour les autres je ne m'avancerais pas.
Avatar de djuju djuju - Membre éprouvé https://www.developpez.com
le 20/05/2013 à 1:45
Malgré ce que laisse penser l'article, l'ordinateur quantique n'existe pas encore... Beaucoup de lab font des recherche dessus, mais on est très loin du compte. Et non, même l'armée américaine ne l'a pas. Pour l'instant, on sait faire des choses simples, comme factoriser de petits chiffres en nombres premiers. On sait aussi faire de la critographie quantique (voir les travaux de Gilles Brassard). Comme le montre l'article on commence a savoir garder des données en mémoire, mais c'est à près tout.
Quant à briser la cripto quantique avec un ordinateur quantique, c'est pas gagné. Par contre, l'essence même de l'informatique quantique rendra tous les systèmes de cryptographie actuels cassables instantanément. En effet, l'unicité des quantums permet d'avoir le résultat d'un calcul en même tant que celui-ci est posé. C'est aussi un théorème qui est à la base de la téléportation quantique.
Mais entre nous, il y a peu de chance que nous voyons tout cela de notre vivant.
Avatar de picomz picomz - Membre averti https://www.developpez.com
le 20/05/2013 à 4:42
Je ne suis pas sur qu'il s'agisse de la première mémoire quantique, plusieurs projets ont déjà été réalisés, mais avec une mémoire très limitée qui ne permet pas d'applications concrètes.

Sinon, je ne sais pas à quoi fait référence djuju quand il dit que "l'unicité des quantums permet d'avoir le résultat d'un calcul en même tant que celui-ci est posé", mais il me semble que cela permet plutôt de casser la complexité. Certains problème exponentielles deviennent polynomiaux, ce qui est beaucoup plus rapide, mais loin d'être instantané.
Il existe beaucoup de problèmes polynomiaux que les ordinateurs ne sont pas capable de calculer en temps raisonnable.

Si cela permet vraiment un résultat instantané, je serais content d'avoir des détails.
Avatar de djuju djuju - Membre éprouvé https://www.developpez.com
le 20/05/2013 à 13:25
Excuse moi, ma tablette me joue des tours. Je voulais écrire ubiquité.
Pour le temps de calcul, c'est effectivement un peu de la science fiction. Mais, selon le cours d'info quantique que j'avais reçu, la théorie dit qu'on pourrait inventer des unités de calcul dont le temps de calcul tend vers zéro.
Ouai, on y est pas, et le premier ordi quantique n'aura surement pas ces capacités.
Avatar de bonnotguillaume bonnotguillaume - Membre régulier https://www.developpez.com
le 21/05/2013 à 10:36
Merci pour cet article, néanmoins, mettre en relation cette mémoire quantique et l'ordinateur quantique me parait fort maladroit.

En effet, cette mémoire nous permet de stocker des bits, elle s'inscrit donc dans le paradigme de l'informatique actuelle.

Or le but de l'ordinateur quantique est justement de faire un bon technologique nous permettant d'utiliser un nouveau paradigme ou nous utilisons des quantum bits au lieu des bits.

Bref, en fait, les chercheurs ont "juste" réussi a codé un bit sur un electron.
Avatar de brutor brutor - Membre à l'essai https://www.developpez.com
le 21/05/2013 à 13:38
D'après mes maigres connaissances sur le sujet, l'avantage de l'ordinateur quantique dans le domaine du cassage de chiffrement se situe dans la réduction de la complexité algorithmique de la recherche exhaustive de la clef de chiffrement (brute force). Grâce à l'algorithme de Grover on peut faire une recherche en racine de n au lieu de n pour tester les n clefs possibles. Donc il semblerait comme la crypto actuelle serait toujours valable, il faudrait juste multiplier par 2 le nombre de bits de la clef (voir ici).
Avatar de azstar azstar - Membre émérite https://www.developpez.com
le 22/05/2013 à 16:24
a mon avis pour les technologies utilise pour la création des processeurs ne sont pas assez solide car en augmentant le nombre des transistors dans un surface il a limite que après ça on ne pas ajouté plus vu que influence thermique / magnétique sur l'ensembles des transistors a ce point la en atteindre le nombre max sur un surface et la les processeur vont oublie sur la taille pour ajouter plus de transistors pour augmenter la vitesse de traitement.

donc un jour on aura que changer la technologie pour avoir une vitesse plus ce pour cela on voie que les ordinateurs quantiques devront être la solution il va passer à la vitesse extrême un ordinateur pourra avoir une vitesse très très rapide..
Avatar de mule hollandaise mule hollandaise - Candidat au Club https://www.developpez.com
le 24/05/2013 à 11:54
Citation Envoyé par brutor  Voir le message
D'après mes maigres connaissances sur le sujet, l'avantage de l'ordinateur quantique dans le domaine du cassage de chiffrement se situe dans la réduction de la complexité algorithmique de la recherche exhaustive de la clef de chiffrement (brute force). Grâce à l'algorithme de Grover on peut faire une recherche en racine de n au lieu de n pour tester les n clefs possibles. Donc il semblerait comme la crypto actuelle serait toujours valable, il faudrait juste multiplier par 2 le nombre de bits de la clef (voir ici).

En fait, c'est bien pire que ça. L'algorithme de Shor permet de factoriser en temps polynomial, ce qui garantit presque sûrement (vu que l'algorithme est relativement simple) le cassage des clés RSA rapidement. Pour les systèmes à base de courbes elliptiques (utilisés dans Gmail, dans les passeports, par la NSA... - la seconde génération de cryptosystèmes, quoi), un algorithme similaire permet de les casser en temps polynomial, donc c'est out pour celui-là aussi.

Par contre, pour la cryptographie à base de réseaux euclidiens ou celle à base de codes correcteurs, les chercheurs pensent pour l'instant que ça résisterait aux ordinateurs quantiques (ie on ne sait pas comment casser un tel système en un temps dramatiquement plus élevé qu'avec un ordinateur classique).

Bref, les chercheurs en crypto ont déjà réfléchi à la solution si l'ordinateur quantique arrive. Mais pour l'instant, ça ne va pas chercher très loin - le record de factorisation à l'heure actuelle par un ordinateur quantique est que 15 = 3 x 5 ....
Avatar de pvincent pvincent - Membre confirmé https://www.developpez.com
le 25/05/2013 à 14:26
Ne rêvons pas: il s'agit en fait d'une expérience de pièges à photons qui pourrait éventuellement démontrer le principe d'une mémoire quantique.

Je rappelle que Serge Haroche a reçu en 2012 le prix Nobel pour ses travaux sur l'observation directe de particules quantiques isolées http://www.nobelprize.org/nobel_priz...012/press.html et que l'un des leader du domaine est Alain Aspect http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_d%27Aspect

J'espère simplement qu'ils ont les moyens d'exploiter leurs conaissances...
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