Les avancées en logiciels pour ordinateurs quantiques progressent rapidement. Examinons désormais le matériel.
De nombreuses histoires sensationnelles circulent sur les ordinateurs quantiques, qui utilisent non pas des bits classiques, mais des qubits. Ces machines promettent de surpasser les supercalculateurs actuels, relégués au rang de bouliers, et de résoudre en un clin d'œil des problèmes aujourd'hui insolubles.
Cependant, un ordinateur quantique ne calcule pas nécessairement plus vite qu'un ordinateur classique, mais de manière fondamentalement différente. Cette approche dépend du logiciel exécuté, composé d'algorithmes quantiques.
Par exemple, il peut modéliser un système microscopique complexe comme une molécule formée de noyaux atomiques et d'électrons. Il simule le comportement de chaque particule sous l'effet des forces fondamentales, ou plus précisément, l'évolution de leurs équations d'onde quantiques. Les ordinateurs classiques échouent ici, tandis que les quantiques, eux-mêmes fondés sur des principes quantiques, excellent dans cette tâche.
Des physiciens japonais viennent de développer un algorithme quantique adapté. Ils ont codé les équations d'onde des particules impliquées dans une réaction chimique – menant à une liaison moléculaire – de façon à les contrôler et les calculer efficacement sur un ordinateur quantique. Ainsi, la complexité explosive due au grand nombre de particules est maîtrisée, aboutissant à des résultats numériques exploitables.
« Un ordinateur quantique permettra aux chimistes de simuler des composés à l'avenir, au lieu de les fabriquer en laboratoire pour découvrir leurs propriétés. »
Malheureusement, il faut encore patienter pour un ordinateur quantique doté de suffisamment de qubits pour exécuter cet algorithme. Des géants comme IBM, Google et Microsoft rivalisent pour y parvenir, mais aucun n'a encore réussi.
À terme, cette technologie révolutionnera la chimie en permettant de simuler des composés virtuellement. Cela boostera notamment la recherche pharmaceutique, où la découverte de nouvelles molécules pour médicaments est cruciale.
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