Craquer le Quantum

Les ordinateurs classiques fonctionnent en programmant des bits, la forme la plus élémentaire de données. Les bits sont binaires, 0 ou 1 et sont programmés pour encoder et traiter les données. Mais dans un ordinateur quantique, les bits, ou qubits, sont des objets de la mécanique quantique tels que des atomes. Les états quantiques peuvent également être binaires et peuvent être placés dans l'une des deux possibilités, ou effectivement les deux à la fois. La superposition quantique signifie que deux qubits peuvent, en un sens, être les quatre combinaisons de 0 et 1 en même temps. Ce pouvoir unique de traitement des données est encore renforcé par l’enchevêtrement, où l’état d’un qubit, mesuré mystérieusement, dicte celui d’un autre qubit. La simulation de qubits et de leurs processus quantiques, ou «programmes», sur un ordinateur classique, est une étape clé pour comprendre comment un ordinateur quantique finalement étendu et utile fonctionnera réellement. Le problème est que l’utilisation de techniques conventionnelles pour simuler un processus quantique arbitraire considérablement plus important que n’importe lequel des processus quantiques existants. Les prototypes nécessiteront bientôt ce que Hollenberg décrit comme une mémoire «à l'échelle planétaire» sur un ordinateur classique. Pour résoudre ce problème, son équipe a posé à la simulation une question mathématique spécifique à résoudre. En étant spécifiques, ils n’ont pas besoin de simuler l’ensemble de l’état quantique pour simuler l’informatique quantique à grande échelle en action. Un milliard d'ordinateurs portables Pour vous donner une idée de l’énorme capacité de mémoire de l’informatique quantique, l’un des plus grands prototypes, la nouvelle machine à 50 bits d’IBM, pourrait en principe représenter simultanément environ un milliard de combinaisons de nombres. Pour simuler un état quantique aléatoire, la machine consommerait environ 18 pétaoctets de mémoire informatique classique, soit l'équivalent de plus d'un million d'ordinateurs portables à RAM de 16 gigaoctets. Les chercheurs d'IBM ont jusqu'à présent été en mesure de simuler de manière classique 56 qubits dans des États choisis avec soin. Mais l’équipe de Hollenberg est allée bien au-delà et a simulé la sortie d’une machine à 60 qubits pour laquelle représenter l’espace quantique tout entier. 18 000 pétaoctets, soit plus d’un milliard d’ordinateurs portables, bien au-delà du plus grand supercalculateur. «Un état vraiment aléatoire d’environ 50 qubits est à peu près la limite que l’on puisse simuler à l’heure actuelle, mais si vous considérez un ordinateur quantique comme utile pour exécuter un algorithme, il n’est plus dans un état quantique aléatoire, mais dans un état très spécifique. cela peut prendre beaucoup moins de mémoire à simuler », explique Hollenberg. Il faudrait un superordinateur classique plus que toute la vie de l'univers pour déchiffrer certains des codes de sécurité actuellement utilisés. L'étudiant Aidan Dang a développé et exécuté la simulation qui a battu tous les records en lui demandant de trouver les deux nombres premiers qui, multipliés ensemble, sont égaux au nombre semi-premier 961.307. Un ordinateur quantique effectuerait cette tâche en utilisant 60 qubits exécutant le mathématicien de l’algorithme Quantum Factoring, Peter Shor. Ce calcul d'affacturage peut être effectué sur un ordinateur portable, mais il dépasse la limite du quantum actuel. prototypes informatiques à résoudre. Mais la simulation de l’équipe a réussi à la résoudre, comme le ferait un ordinateur quantique de 60 qubits avec seulement 13,8 téraoctets de mémoire sur le supercalculateur classique de Pawsey en Australie occidentale. «La simulation a utilisé presque tout le temps de calcul que nous avions alloué au Pawsey Supercomputing Center, mais nous venons de le faire», déclare Dang. "Nous pouvons maintenant utiliser les résultats pour identifier des indices sur le fonctionnement des premiers ordinateurs quantiques à grande échelle." Pour plus d'informations, allez sur le site de L'Agence SEO et trouvez toutes les infos.