[index Informatique] L'ordinateur quantique

[philigram]

http://www.lemonde.fr/sciences/article/ ... 50684.html

Si Lepton a l'obligeance de m'expliquer le principe ... de façon synthétique, j'en serais ravi
J'ai lu pas mal de fois le principe, qui fait référence à la superposition des états. Mais concrètement, je ne vois pas comment ça permet de faire du calcul.
Actuellement tout est basé sur les 2 deux états d'un transistor : 0/1. Mais là, ce "transistor" peut avoir une infinité d'états ... Et ensuite ?

[Benoit]

En attendant son passage, ce que j'ai compris.

Informatique de base : basée sur l'algèbre de Boole (cf. booléens), stockage d'information à la base avec des bits qui valent 0 ou 1
Informatique quantique : on jette les bits à la poubelle, maintenant les qbits peuvent valeur 0, 1 ou à la fois 0 et 1 (sous forme de combinaison diverses et variées).

Plus d'information par grain de donnée élémentaire => plus de possibilités, on passe de 2 dimensions à 2 puissance N dimensions (où N est la taille du Qubit).
Par contre, il faut toujours projeter "intelligemment" les espaces pour avoir des résultats compréhensibles par les humains, et là c'est plus coton.

/béotien.

[philigram]

Benoit: un qbit peut donc être Un pourcentage de 0 ou une probabilité qu'il vaille 0 ?

Arius : le chiffre vient du calcul du manque de matière, ou encore des équations directement. Je crois.

[Tugdual]

À ce sujet, sur Techno-Sciences :

• Ordinateur quantique ...

[lepton]

Comme Philigram, je lis beaucoup sur le sujet, mais je bloque également là dessus.
La fonction d'onde décrit la probabilité que la particule ait tel ou tel état quantique. Avant mesure, les états sont superposés.
D'après ce que j'ai compris, dans un qubit, on affecte un coefficient à chaque état, les deux états coexistant simultanément.
Comme on raisonne dans un espace vectoriel, les coefficients sont des nombres complexes. Chaque coefficient peut prendre n'importe quelle valeur, pourvu que la somme de leur carré soit égale à 1 (nombres complexes...). On peut donc donc théoriquement mémoriser une infinité d'états sur ce système.
Voilà pour ce que j'ai compris. Ensuite, mon cerveau bloque sur les développements mathématiques, mes compétences étant très limitées dans ce domaine.

Pour les amateurs de formules compliquées, le qubit est décrit par la sphère de Bloch.

Edit : orthographe

[olivierfh]

Je ne pense pas que ça soit un calcul probabiliste. Sur l'exemple de la cryptographie, il faut une précision extrême.
Il semble que ça soit l’algorithmie qui soit différente.

Effectivement: l'article de Techno-Sciences indiqué cite Wikipédia Calculateur quantique#Le qubit qui renvoie à Qubit:

L'enjeu de l'informatique quantique est de concevoir des algorithmes, et les structures physiques pour les exécuter, tels que toutes les propriétés de la superposition soient utilisées pour le calcul, les qubits devant à la fin de l'exécution se trouver dans un état donnant le résultat de calcul sans risque d'obtenir un résultat aléatoire. (...) Pour la Science a par exemple expliqué qu'un algorithme quantique pouvait répondre à la question, à propos de deux cartes à jouer, « les deux cartes sont-elles de la même couleur », en autant de cycles qu'un algorithme classique en aurait besoin pour donner la couleur d'une seule des cartes.

[Benoit]

Probabiliste /= Aléatoire.

[Tugdual]

Ce que j'ai compris de l'ordinateur quantique ...

Un processeur classique contient un registre de calcul
sur "n" bits : ce registre contient donc un nombre précis,
codé en binaire sur "n" bits, à tout moment connu et
accessible, et sur lequel on va effectuer des opérations
mathématiques et logiques dont le résultat est prévisible,
à chaque étape des calculs et bien sûr en fin de calcul.

Un processeur quantique contient un registre de calcul
sur "n" quBits : ce registre forme un vecteur de "2ⁿ"
nombres complexes, dont le contenu (constitué d'infos
quantiques indéterminées), est inconnu jusqu'à ce
qu'on effectue sa mesure, à la toute fin de l'algorithme.

Plus précisément : on part d'une donnée de "n" bits,
elle est convertie en "quBit" avec son vecteur interne
de "2ⁿ" nombres complexes, sur lequel l'algorithme est
appliqué, et à la fin, l'opération de lecture matérialise
le résultat sous la forme d'une donnée de "n" bits.

Les algorithmes de ce type de processeur quantique sont
particuliers et consistent en des multiplications de matrices
sur ce fameux vecteur de nombre complexes. Des recherches
sont en cours sur la mise au point de tels algorithmes ...

L'ensemble reste probabiliste, un algorithme devant être
exécuté plusieurs fois pour qu'une solution se dégage.

Ceci sous toute réserve. J'ai beaucoup de mal à
concevoir les principes de la physique quantique ...

Modifications :

• 05/07/2017 : Formulation ("jusqu'à ce qu'on effectue sa mesure").

[lepton]

J'ai beaucoup de mal à concevoir les principes de la physique quantique ...

Comme tout être humain normalement constitué!

[olivierfh]

L'ensemble reste probabiliste, un algorithme devant être
exécuté plusieurs fois pour qu'une solution se dégage.

Ça il me semble que ce n'est pas du tout ce que dit Wikipédia cité plus haut

les qubits devant à la fin de l'exécution se trouver dans un état donnant le résultat de calcul sans risque d'obtenir un résultat aléatoire.

mais c'est peut-être parce que je n'ai pas compris ce que Benoit a voulu dire en mentionnant la différence entre probabiliste et aléatoire?

[Benoit]

Ils disent la même chose si on ajoute qu'une exécution comprend plusieurs cycles.

[olivierfh]

Et donc c'est l'algorithme qu'on programme qui doit faire que ce qui est à la base probabiliste finit dans un état qui donne une réponse certaine, même si les différents chemins pour y arriver sont répartis aléatoirement?

[Tugdual]

Non, c'est le fait d'exécuter plusieurs fois cet algorithme,
qui fait apparaître une solution plus souvent que les autres.

Je crois qu'il faut éviter le mot "aléatoire", qui est trompeur.

Le vecteur interne du processeur quantique ne contient pas
des données aléatoires, mais des données indéterminées,
au sens quantique du terme : ces données sont intrinsèquement
indéterminées, jusqu'à ce qu'on en effectue une mesure ...

[Bubu]

Bon, le chat de Schrödinger est mort.
Dans d'atroces souffrances.
Schrödinger est un salaud. Soit.

Pour te consoler, et rien que pour toi, on va monter l'expérience du lesquen de Schrödinger. Je suis sûr que tu vas aimer.

Puisque la réponse est 42, dis-toi que le chat a vécu plus de choses intéressantes que le cachalot ou le pot de pétunias.

Quelqu'un pourrait expliquer le fonctionnement, l'idée de base, d'un ordinateur quantique ?
Quel lien entre la Physique et l'ordinateur ?
C'est quoi un q-bit ?
En quoi ça serait révolutionnaire ?
Comment il permettrait de passer d'une complexité algorithmique (petit o et grand o) exponentielle à une complexité linéaire ?

[Tugdual]

Tu peux aller voir Science Étonnante ...