La molécule de chlorophylle serait un ordinateur quantique. La molécule de chlorophylle serait un ordinateur quantique - 1 Photo Les membres du Fleming research group à l'origine de la découverte sur le mécanisme de la photosynthèse (à partir de la gauche) : Greg Engel , Tessa Calhoun, Tae-Kyu Ahn, Elizabeth Read et Yuan-Chung Cheng (Crédits : photo by Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab Creative Services Office). Il est presque inutile de rappeler le rôle essentiel de la photosynthèse pour les différentes formes de vie sur Terre. Bien que d'une banalité omniprésente, l'efficacité de cette réaction, utilisant l'énergie du Soleil pour produire de l'oxygène et convertir le dioxyde de carbone et l'eau en molécules carbonées complexes et riches en énergie, laissait perplexe plus d'un biochimiste.
Sous l'action du rayonnement solaire, les molécules de chlorophylle voient leurs niveaux électroniques excités et passer à un niveau d'énergie supérieur à ceux des molécules alentour. A voir aussi sur Internet Sur le même sujet. L'ordinateur quantique de Feynman arrive en chimie. Feynman jouant du bongo. Crédit : Tom Harvey L'ordinateur quantique de Feynman arrive en chimie - 1 Photo Dans un ordinateur classique, la façon dont s’effectuent les calculs, avec des courants d’électrons, n’est pas fondamentalement différente de celle d’un ordinateur qui serait constitué de boules de billard ou d’engrenages. On manipule des bits d’informations selon les lois de la physique classique. Or, nous le savons depuis plus de 80 ans, le monde est fondamentalement quantique et il repose sur un substratum hors espace et hors temps. Simuler le comportement d’un système quantique par des calculs numériques sur un ordinateur classique est donc forcément limité.
Pour tenter de contourner l’obstacle, le grand physicien et prix Nobel de physique Richard Feynman a eu l’idée de faire réaliser des calculs quantiques par les systèmes quantiques eux-mêmes. On s’aperçut alors que certains calculs étaient plus faciles et plus courts au sein d'ordinateurs quantiques. A voir aussi sur Internet. Problème de la mesure quantique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Le problème de la mesure quantique consiste en fait en un ensemble de problèmes, qui mettent en évidence des difficultés de corrélation entre les postulats de la mécanique quantique et le monde macroscopique tel qu'il nous apparaît ou tel qu'il est mesuré. Ces problèmes sont : L'évolution de la fonction d'onde étant causale et déterministe (postulat 6), et représentant toute l'information connaissable sur un système (postulat 1), pourquoi le résultat d'une mesure quantique est-il fondamentalement indéterministe (postulat 4 et postulat 5) ?
L'évolution de la fonction d'onde étant linéaire et unitaire (postulat 6), comment les superpositions quantiques peuvent-elles disparaître (postulat 5), alors que la linéarité/unitarité mène naturellement à une préservation des états superposés ? Présentation[modifier | modifier le code] Historique[modifier | modifier le code] Exposé approfondi[modifier | modifier le code] Solutions[modifier | modifier le code] Décohérence quantique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. La décohérence quantique est une théorie susceptible d'expliquer la transition entre les règles physiques quantiques et les règles physiques classiques telles que nous les connaissons, à un niveau macroscopique. Plus spécifiquement, cette théorie apporte une réponse, considérée comme étant la plus complète à ce jour, au paradoxe du chat de Schrödinger et au problème de la mesure quantique.
La théorie de la décohérence a été introduite par Hans Dieter Zeh en 1970[1]. Elle a reçu ses premières confirmations expérimentales en 1996[2]. Introduction[modifier | modifier le code] Tous les objets décrits par la physique classique (projectile, planète, chat, etc.) étant composés, en dernière analyse, d'atomes et de particules, et ces derniers étant décrits entièrement par la physique quantique, il est logique de considérer que les règles de la physique classique peuvent se déduire de celles de la physique quantique. Durée[modifier | modifier le code] ou. Calculateur quantique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Un calculateur quantique ou ordinateur[1] quantique repose sur des propriétés quantiques de la matière : superposition et intrication d'états quantiques.
De petits calculateurs quantiques ont déjà été construits dès les années 1990 et la recherche progresse, bien que lentement, depuis. Ce domaine est soutenu financièrement par plusieurs organisations, entreprises ou gouvernements en raison de l'importance de l'enjeu : au moins un algorithme conçu pour utiliser un circuit quantique, l'algorithme de Shor, rendrait possible de nombreux calculs combinatoires[2] hors de portée d'un ordinateur classique en l'état actuel des connaissances.
La possibilité de casser les méthodes cryptographiques classiques est souvent mise en avant. La difficulté actuelle majeure (depuis 2008) concerne la réalisation physique de l'élément de base de l'ordinateur quantique : le qubit. Intérêt des calculateurs quantiques[modifier | modifier le code] Des physiciens observent un phénomène inédit - Médias. Développement de l'ordinateur quantique 10 avril 2013 Caroline Fortin Une équipe de chercheurs internationale, dont un physicien de l’UdeS, vient de mettre au jour une manifestation inusitée de l’univers quantique. Cette percée pose un nouveau jalon dans le développement de l’ordinateur quantique, cette super machine qui promet d’accroître dramatiquement les capacités des ordinateurs.
De tous les modèles de circuit quantique, la technologie des boîtes confinant des spins électroniques est considérée comme particulièrement prometteuse. Or, un pas de plus vient d’être marqué dans le développement de l’ordinateur quantique. L’univers quantiqueLes théories quantiques décrivent le comportement des atomes et des particules et permettent d'élucider certaines propriétés du rayonnement électromagnétique. De nouveaux modes de spins qui font passer le courant « Il s’agit d’un phénomène purement quantique, se réjouit le physicien Michel Pioro-Ladrière. Information complémentaire. Algorithme de Shor. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. En arithmétique modulaire et en informatique quantique, l’algorithme de Shor est un algorithme quantique pour factoriser un entier naturel N en temps O et en espace , nommé en l'honneur de Peter Shor. Beaucoup de cryptosystèmes à clé publique, tels que le RSA, deviendraient vulnérables si l'algorithme de Shor était un jour implémenté dans un calculateur quantique pratique.
Un message chiffré avec RSA peut être déchiffré par factorisation de sa clé publique N, qui est le produit de deux nombres premiers. En l'état actuel des connaissances, il n'existe pas d'algorithme classique capable de faire cela en temps pour n'importe quel k, donc, les algorithmes classiques connus deviennent rapidement impraticables quand N augmente, à la différence de l'algorithme de Shor qui peut casser le RSA en temps polynomial. L'algorithme de Shor fut utilisé en 2001 par un groupe d'IBM, qui factorisa 15 en 3 et 5, en utilisant un calculateur quantique de 7 qubits. Algorithme de Deutsch-Jozsa. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. L'Algorithme de Deutsch-Jozsa est un algorithme quantique, proposé par David Deutsch et Richard Jozsa (en) en 1992 avec des améliorations de R.
Cleve, A. Ekert, C. Macchiavello, et M. Le problème et les solutions classiques[modifier | modifier le code] . La solution déterministe[modifier | modifier le code] Si un algorithme classique et déterministe est utilisé, il faut évaluations de la fonction mathématique dans le pire des cas pour trouver la solution. La solution probabiliste[modifier | modifier le code] Dans le cas de l'utilisation d'un algorithme probabiliste, un nombre constant d'évaluation est suffisant pour trouver la bonne réponse avec une forte probabilité, néanmoins évaluation sont toujours nécessaire pour que la réponse soit correcte avec probabilité 1.
L'algorithme de Deutsch-Jozsa[modifier | modifier le code] Algorithme de Deutsch pour un cas particulier[modifier | modifier le code] Le but est de tester la condition . Est équilibrée. . Qubit. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Ne doit pas être confondu avec une cubit (ou coudée), ancienne mesure d'environ 45 centimètres. Définition[modifier | modifier le code] Superposition d'états[modifier | modifier le code] Le qubit se compose d'une superposition de deux états de base, par convention nommés |0> et |1> (prononcés : ket 0 et ket 1[1]). Un état qubit est constitué d'une superposition quantique linéaire de ces deux états. Une mémoire à qubits diffère significativement d'une mémoire classique.
Un bit classique se trouve toujours soit dans l'état 0, soit dans l'état 1. . , les coefficients étant des nombres complexes vérifiant . Est un nombre réel positif, car multiplier un état par un nombre complexe de module 1 donne le même état. On dit souvent que le qubit se trouve soit dans l'état 0, soit dans l'état 1, soit dans une superposition des deux. Mesure[modifier | modifier le code] , tandis que celle de mesurer l'état 1 vaut . Propriétés[modifier | modifier le code] et. . , avec. Informatique quantique. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Histoire[modifier | modifier le code] Fondation[modifier | modifier le code] Selon la loi de Moore, la puissance des ordinateurs augmente exponentiellement. Voyant cette « loi » possiblement devenir fausse à court terme, une solution est de changer de paradigme pour se tourner vers l'informatique quantique.
Par contre, selon la thèse de Church, tout calcul devrait être faisable efficacement sur une machine de Turing, alors qu'il ne semble pas possible de simuler un calculateur quantique avec une machine de Turing. Dans un premier temps, un autre type d'ordinateur semblait avoir contredit cette thèse, le calculateur analogique. Cette contradiction apparente a néanmoins été rapidement réfutée parce que la question du bruit n'avait pas été abordée, et la surpuissance supposée du calculateur analogique est maintenant nullifiée. La prise en compte du bruit est donc un des premiers défis du calculateur quantique. Fonction d'onde État quantique est . .