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De la physique quantique à l’ordinateur quantique

Etienne Klein est physicien, directeur de recherche au sein du CEA (Commissariat à l’Énergie atomique et aux Énergies alternatives) et docteur en philosophie des sciences. Il faisait partie des intervenants de la dernière édition de la conférence USI sur le thème « De la physique quantique au quantum computing ».

De quoi s’agit-il exactement ? « Quantum, cela veut dire mécanique quantique. Donc on s’appuie sur des ressources qui nous sont données par la physique quantique pour inventer de nouvelles façons de calculer avec de nouvelles sortes d’ordinateurs qu’on appelle des ordinateurs quantiques », résume Etienne Klein.

De verrous technologiques

Ce dernier parle d’une révolution. « Il y a énormément de dispositifs qui utilisent la physique quantique à commencer par les lasers ou les ordinateurs. Mais dans les années 80, on a fait des découvertes qui portent sur ce que l’on appelle l’intrication. À savoir que des particules qui ont interagi dans le passé restent intriquées à distance quel que soit la distance qui les séparent. C’est ce que l’on appelle la non-localité ou l’intrication quantique. Cela a déconstruit beaucoup de préjugés que l’on pouvait avoir sur la nature du réel ».

« Et puis nous nous sommes rendu compte que même si on ne comprenait pas très bien ce que cela signifie, c’était quand même une ressource que l’on pouvait utiliser pour beaucoup d’opérations ». Et parmi celles-ci se trouve le calcul quantique. « Un bit quantique peut contenir une infinité d’informations et si on sait bien les manipuler alors on peut faire un calcul massivement parallèle et imaginer un ordinateur qui ferait des calculs que les machines classiques ne peuvent pas faire ».

La réalité d’un tel ordinateur est cependant encore loin « parce qu’il y a beaucoup de verrous technologiques », explique Etienne Klein. Mais les problèmes qu’il pourrait résoudre sont eux déjà bien réels, par exemple en chimie quantique. « Il s’agit d’un système très complexe. Aujourd’hui, on peut calculer les états d’énergie des électrons dans une molécule par des calculs plein d’approximations, qui ne sont pas très fiables. Avec un ordinateur quantique, on pourrait , s’il marche et s’il est puissant, résoudre ce problème ».

Mais plutôt que de spéculer sur l’avenir de l’ordinateur quantique, intéresser le grand public à ce sujet est aussi une façon, pour Etienne Klein, de les initier à la physique quantique. « Pour moi, l’intérêt premier aujourd’hui est plutôt pédagogique. Comme le monde est quantique, c’est toujours bien de comprendre ce que la physique qui le décrit nous permet de comprendre sur le monde ».

Retrouver l’interview complète d’Etienne Klein:

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