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Maintenant que nous avons désossé un ordinateur quantique avec ses qubits, ses registres, ses portes et son frigo, voyons-donc comment on peut exploiter cette belle quincaillerie. L’ordinateur quantique utilise des algorithmes dits quantiques qui ont la particularité d’être bien plus efficaces que leurs équivalents conçus pour des ordinateurs traditionnels. Mais ces algorithmes ne sont pas très nombreux et leur performance relative aux algorithmes traditionnels pas toujours évidente à prouver. Elle est même parfois contestée.
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Après avoir décrit les principes de base de la physique quantique puis ceux des qubits dans cette longue série sur l’informatique quantique, nous allons aller plus loin et décrire le fonctionnement opérationnel et physique d’un ordinateur quantique.
Il ne suffit en effet pas de répéter à l’envie que les qubits sont capable d’avoir à la fois la valeur 0 et 1. Il reste à comprendre comment ils sont mis en œuvre d’un point de vue pratique ! La compréhension de cette mise en œuvre est ensuite à relier aux algorithmes quantiques. Qui plus est, les architecteurs d’ordinateurs quantiques dépendent étroitement des caractéristiques de leurs qubits et les algorithmes utilisés ne sont pas forcément les mêmes selon ces architectures !
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On peut comprendre le fonctionnement d’un ordinateur quantique sans trop se plonger dans la mécanique quantique au-delà de la compréhension de ses mécanismes de base, vus dans dans l’épisode précédent de cette série d’articles, et surtout celui de l’intrication. Par contre, il faut se plonger un peu dans quelques éléments de mathématiques, d’algèbre linéaire et de trigonométrie, ce que nous allons commencer à faire ici.
Le premier élément de base d’un ordinateur quantique est l’inévitable qubit. Vous avez certainement déjà entendu parler de cet objet mystérieux capable d’être simultanément dans la valeur 0 et 1. Les explications courantes s’arrêtent le plus souvent là et vous tombez immédiatement dans l’expectative, vous demandant comment cela peut ensuite bien fonctionner.
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