Les ordinateurs étaient autrefois considérés comme une technologie haut de gamme, accessible uniquement aux scientifiques et aux professionnels formés. Mais il y a eu un changement radical dans l'histoire de l'informatique au cours de la seconde moitié des années 1970. Ce n'est pas seulement que les machines sont devenues beaucoup plus petites et plus puissantes, cependant, bien sûr, ils l'ont fait. C'était le changement de qui utiliserait les ordinateurs et où :ils sont devenus accessibles à tous pour les utiliser dans leur propre maison.

Aujourd'hui, l'informatique quantique n'en est qu'à ses balbutiements. Le calcul quantique intègre certains des concepts les plus hallucinants de la physique du 20e siècle. Aux Etats-Unis., Google, IBM et la NASA expérimentent et construisent les premiers ordinateurs quantiques. La Chine investit également massivement dans la technologie quantique.

En tant qu'auteur de "L'informatique quantique pour tous, " sortie en mars, Je pense qu'il y aura un virage analogue vers l'informatique quantique, où les passionnés pourront jouer avec les ordinateurs quantiques depuis chez eux. Ce changement se produira beaucoup plus tôt que la plupart des gens ne le pensent.

L'essor des ordinateurs personnels

Les premiers ordinateurs modernes ont été construits dans les années 1950. Ils étaient grands, souvent peu fiable, et selon les normes d'aujourd'hui, pas particulièrement puissant. Ils ont été conçus pour résoudre de gros problèmes, comme le développement de la première bombe à hydrogène. Il y avait un consensus général sur le fait que c'était le genre de chose pour laquelle les ordinateurs étaient bons et que le monde n'aurait pas besoin de beaucoup d'entre eux.

Bien sûr, cette vue s'est avérée complètement fausse.

En 1964, John Kemeny et Thomas Kurtz ont écrit le langage BASIC. Leur objectif était de concevoir un langage de programmation simple qui serait facile à apprendre et permettrait à n'importe qui de programmer. Par conséquent, la programmation n'était plus réservée aux scientifiques hautement qualifiés. N'importe qui pouvait maintenant apprendre à programmer s'il le voulait.

Ce changement dans l'informatique s'est poursuivi lorsque les premiers ordinateurs personnels sont apparus à la fin des années 1970. Les amateurs pouvaient désormais acheter leur propre ordinateur et le programmer à la maison. Parents et enfants pourraient apprendre ensemble. Ces premiers ordinateurs n'étaient pas très puissants et il y avait un nombre limité de choses que vous pouviez faire avec, mais ils ont eu un accueil extrêmement enthousiaste.

Alors que les gens jouaient avec leurs machines, ils ont réalisé qu'ils voulaient plus de fonctionnalités et plus de puissance. Les fondateurs de Microsoft et d'Apple ont compris que l'ordinateur domestique avait un bel avenir.

Presque tous les Américains possèdent maintenant un ordinateur portable, tablette ou smartphone – ou les trois. Ils passent beaucoup de temps sur les réseaux sociaux, commerce électronique et recherche sur Internet.

Aucune de ces activités n'existait dans les années 1950. Personne à l'époque ne savait qu'ils en voulaient ou en avaient besoin. C'était la disponibilité d'un nouvel outil, l'ordinateur, qui a conduit à leur développement.

Entrer quantique

Calcul classique, le type de calcul qui alimente l'ordinateur de votre maison, est basé sur la façon dont les humains calculent. Il décompose tous les calculs en leurs parties les plus fondamentales :les chiffres binaires 0 et 1. De nos jours, nos ordinateurs utilisent des bits – un mot-valise à partir de chiffres binaires – car ils sont faciles à mettre en œuvre avec des interrupteurs en position marche ou arrêt.

Le calcul quantique est basé sur la façon dont l'univers calcule. Il contient tout l'informatique classique, mais intègre également quelques nouveaux concepts issus de la physique quantique.

Au lieu des bits de calcul classique, l'informatique quantique a des qubits. Cependant, le résultat d'un calcul quantique est exactement le même que celui d'un calcul classique :un nombre de bits.

La différence est que, pendant le calcul, l'ordinateur peut manipuler les qubits de plus de manières qu'avec les bits. Il peut mettre des qubits dans une superposition d'états et les enchevêtrer.

La superposition et l'intrication sont des concepts de la mécanique quantique que la plupart des gens ne connaissent pas. La superposition signifie approximativement qu'un qubit peut être dans un mélange de 0 et 1. L'intrication dénote une corrélation entre les qubits. Lorsque l'un d'une paire de qubits intriqués est mesuré, cela montre immédiatement quelle valeur vous obtiendrez lorsque vous mesurez son partenaire. C'est ce qu'Einstein appelait "une action effrayante à distance".

Les mathématiques nécessaires pour une description complète de la mécanique quantique sont intimidantes, et cette formation est nécessaire pour concevoir et construire un ordinateur quantique. Mais les mathématiques nécessaires pour comprendre le calcul quantique et commencer à concevoir des circuits quantiques sont bien moindres :l'algèbre au lycée est essentiellement la seule exigence.

L'informatique quantique et vous

Les ordinateurs quantiques commencent tout juste à être construits. Ce sont de grosses machines peu fiables et pas encore très puissantes.

A quoi serviront-ils ? L'informatique quantique a des applications importantes en cryptographie. En 1994, Le mathématicien du MIT Peter Shor a montré que, si des ordinateurs quantiques pouvaient être construits, ils seraient capables de casser les méthodes de cryptage Internet actuelles. Cela a stimulé la construction de nouvelles façons de crypter les données qui peuvent résister aux attaques quantiques, lancer l'ère de la cryptographie post-quantique.

Il semble également que l'informatique quantique aura probablement un impact important sur la chimie. Il y a certaines réactions que les ordinateurs classiques ont du mal à simuler. Les chimistes espèrent que les ordinateurs quantiques seront efficaces pour modéliser ces phénomènes quantiques.

Mais je ne pense pas que cela ait beaucoup de sens de spéculer sur ce que la plupart des gens feront avec les ordinateurs quantiques dans 50 ans. Il peut être plus logique de se demander quand l'informatique quantique deviendra quelque chose que tout le monde pourra utiliser depuis son domicile.

La réponse est que c'est déjà possible. En 2016, IBM a ajouté un petit ordinateur quantique au cloud. Toute personne disposant d'une connexion Internet peut concevoir et exécuter ses propres circuits quantiques sur cet ordinateur. Un circuit quantique est une séquence d'étapes de base qui effectuent un calcul quantique.

Non seulement l'ordinateur quantique d'IBM est gratuit, mais cet ordinateur quantique a une interface graphique simple. C'est un petit, machine pas très puissante, un peu comme les premiers ordinateurs personnels, mais les amateurs peuvent commencer à jouer. Le changement a commencé.

Les humains entrent dans une ère où il est simple d'apprendre et d'expérimenter l'informatique quantique. Comme pour les premiers ordinateurs personnels, il n'est peut-être pas clair qu'il existe des problèmes à résoudre avec les ordinateurs quantiques, mais pendant que les gens jouent, Je pense qu'il est probable qu'ils trouveront qu'ils ont besoin de plus de puissance et de plus de fonctionnalités. Cela ouvrira la voie à de nouvelles applications que nous n'avons pas encore imaginées.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.