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Une brève histoire de l'ordinateur quantique – The Conversation

Une brève histoire de l'ordinateur quantique – The Conversation

Pour mieux comprendre l’ordinateur quantique et la course technologique qu’il génère, nous vous proposons ici le premier article d’une série à suivre avec d’autres éclairages dans les prochaines semaines.


Le 21 janvier 2021 était annoncé le « Plan Quantique », une stratégie nationale au budget de 1,8 milliard d’euros, faisant suite au rapport parlementaire « Forteza » du 9 janvier 2020 intitulé « Quantique : un virage que la France ne doit pas rater ».

À terme, les technologies quantiques pourraient permettre de réaliser des ordinateurs extrêmement rapides et puissants. Ceux-ci pourraient révolutionner tout ce qui dépend actuellement de l’informatique, des échanges financiers à la recherche de pointe, justifiant les investissements massifs et la course à la technologie des états et des GAFAMs.




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Mais à l’heure actuelle, ces promesses restent en grande partie théoriques. Alors, pourquoi tant d’engouement pour l’ordinateur quantique ? Comment en est-on venu à accoler ces deux termes provenant de disciplines qui n’ont a priori rien à voir ?

Pour saisir les origines de cette créature hybride, entre physique et informatique, nous allons remonter loin, presque au tout début.

L’âme de tous les ordinateurs : la machine de Turing

En 1936, le mathématicien britannique Alan Turing, l’un des fondateurs de l’informatique, décrit la machine « de Turing » qui sera le « moule » de tous nos ordinateurs. Cette machine peut être programmée pour résoudre des problèmes de la façon suivante : on donne une entrée, puis la machine calcule en plusieurs étapes jusqu’à s’arrêter pour renvoyer sa sortie en réponse.

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L’idée première de cette machine est de modéliser un humain muni d’un papier et d’un stylo, à qui l’on a fourni des instructions très précises, le fameux « computer », dans la langue de Turing. Fait surprenant, les nombreuses autres propositions qui ont été faites dans le même but se sont toutes révélées égales en puissance aux machines de Turing. On résume cela par la thèse de Church-Turing étendue, qui s’énonce ainsi :

« Tout calculateur raisonnable peut au mieux résoudre les mêmes problèmes et avec la même efficacité que la machine de Turing. »

Cette thèse n’est pas un énoncé mathématique rigoureux que l’on peut espérer prouver, mais elle peut être réfutée. Il suffirait pour cela de trouver un meilleur modèle de calcul… mais jusqu’à présent, aucun n’a pu faire mieux que la machine de Turing. Enfin presque.

L’avènement du quantique

Les physiciennes et physiciens se sont très tôt intéressés aux ordinateurs comme des outils de « simulation » : en insérant des lois physiques dans le programme de l’ordinateur, on peut imiter la nature.

La Matrice, portée à l’écran en 1999 par les sœurs Wachowski, est un exemple d’un tel programme, que des machines malveillantes ont soigneusement conçu pour émuler l’intégralité des interactions possibles avec le monde. Une telle chose est-elle réalisable en pratique ?

La matrice simule un vol de corbeau devant l’agent Smith.
Film « Matrix » des sœurs Wachowski

S’il est relativement aisé de simuler l’envol des corbeaux devant les pas de l’agent Smith, les choses se corsent sévèrement si les habitants de la Matrice décident de construire des accélérateurs de particules (une éventualité qui n’est malheureusement pas évoquée dans le film). En effet, les équations qui régissent le comportement des particules (celles de la mécanique quantique) sont bien plus complexes à simuler pour un ordinateur que celles décrivant le vol des oiseaux. Tâchons de comprendre en quoi.

L’interférence des possibles

La physique quantique est la théorie physique pertinente lorsqu’il s’agit de décrire les phénomènes à l’échelle des atomes. Elle possède des caractéristiques très particulières.

Premièrement, elle ne prédit que des probabilités que la particule fasse telle ou telle chose. On peut donc représenter l’évolution d’un objet quantique comme un « arbre de possibilités ».

Jeu de pile ou face quantique. La pièce quantique oscille en deux étapes. Ici, les « trajectoires » bleues interfèrent tandis que les « trajectoires » oranges se renforcent, nous observons donc dans ce cas toujours face. Le fait d’interférer ou non dépend de coefficients qui ne sont pas représentés sur le schéma. Source : Titouan Carrette

Mais l’aspect le plus important de la physique quantique est que les différentes branches de cet arbre ne sont pas indépendantes les unes des autres. Certaines branches peuvent s’annuler ou se renforcer, on parle d’« interférences ».

On voit ici la difficulté : pour simuler la trajectoire effective d’une particule, il faut aussi avoir simulé toutes les autres trajectoires possibles afin de prendre en compte les interférences. Cela nécessite des ressources informatiques conséquentes, surtout lorsque l’on considère des systèmes physiques concrets pour lesquels le nombre de possibilités est immense.

Voilà pourquoi il est difficile pour une machine de Turing de simuler des systèmes décrits par la physique quantique : elle doit faire un très grand nombre d’opérations. C’est le constat que fait le physicien Richard Feynman en 1981. Il fait la proposition suivante :

« Ne serait-il pas plus facile de simuler la physique quantique si les ordinateurs étaient eux-mêmes quantiques ? »

Comment simuler les systèmes quantiques ?

À cette fin, le physicien David Deutsch imagine en 1985 une « machine de Turing quantique », qui se comporte comme une particule. À chaque étape de calcul, la machine explore plusieurs branches et le résultat final dépend de l’interférence entre ces différentes branches. Une machine de Turing quantique n’utilisant qu’une seule branche est exactement une machine de Turing normale.

Attention, l’éventuel gain en puissance de calcul ne provient pas directement de la possibilité d’effectuer plusieurs calculs en parallèle dans les branches. En effet, à la fin du calcul, nous ne récupérons le résultat que d’une seule branche avec une certaine probabilité dépendant des interférences. Ainsi, l’accélération ne peut provenir que d’habiles stratagèmes algorithmiques permettant d’augmenter la probabilité des branches intéressantes, tout en diminuant la probabilité des autres par le biais des interférences. Voilà pourquoi il est très difficile de programmer un ordinateur quantique.

Trois photos représentant Alan Turing, Richard Feynman et David Deutsch
Alan Turing, Richard Feynman et David Deutsch, trois des nombreux contributeurs au domaine de l’informatique quantique.
Alfonso.Saborido/Flickr, Tamiko Thiel/Wikipedia, CC BY-SA

À ce jour, on compte relativement peu d’exemples de tels programmes. Le plus célèbre est l’« algorithme de Shor », qui exploite élégamment les interférences pour casser certains types de cryptages de sécurité, par exemple le cryptage des cartes bleues.

Un avantage quantique encore théorique

Une machine de Turing peut parfaitement, en théorie, émuler une machine de Turing quantique en calculant toutes les trajectoires et leurs interférences. Ainsi, les ordinateurs quantiques ne peuvent pas résoudre de nouveaux problèmes que les ordinateurs normaux ne pourraient pas déjà résoudre.




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Cependant, une machine de Turing classique met beaucoup de temps pour simuler son homologue quantique, ce qui suggère que la thèse de Church-Turing étendue pourrait voler en éclat. La machine de Turing quantique deviendrait alors le nouvel horizon de l’informatique.

Prudence cependant, car pour l’instant personne n’a pu prouver rigoureusement que la machine de Turing quantique est plus rapide que la machine de Turing normale, même si les expériences récentes tendent à indiquer que c’est le cas.

L’enjeu reste de démontrer l’avantage quantique en pratique

Enfin, nous n’avons parlé ici que de théorie, en négligeant un aspect très important : la construction des ordinateurs.

Ainsi, si dès 1936 l’histoire était déjà théoriquement pliée, il a fallu des années et de formidables efforts technologiques pour que la machine de Turing s’incarne pleinement dans des processeurs. Il en va de même pour l’informatique quantique.

Même si la machine de Turing quantique s’avérait plus rapide, il reste encore à construire un véritable ordinateur quantique. Dès lors, le duel théorique entre machines de Turing normales et quantiques se transposera en compétition entre machines concrètes. L’issue de ce duel est pour l’instant incertaine, et l’enjeu pour l’informatique quantique sera de démontrer un avantage pratique en utilisant à bon escient les milliards investis ces dernières années.

Et après ça ? Qui sait, peut-être la physique garde-t-elle encore quelques surprises en stock pour les informaticiennes et informaticiens du futur.

En Suisse, la course à l'ordinateur quantique passe par les capteurs – Heidi.news

En Suisse, la course à l'ordinateur quantique passe par les capteurs – Heidi.news

Financés par des milliardaires de la technologie comme Sergey Brin (Google) ou Mark Zuckerberg (Facebook), les Breakthrough Prizes, sortes de Nobel trois fois mieux financés, ont été annoncés le 22 septembre. Dans la catégorie reine de la physique, ils sont allés à quatre chercheurs pionniers de l’informatique quantique. Il faut dire que de la Silicon Valley en passant par l’Europe et la Chine, les promesses de calculs ultra accélérés de l’informatique quantique sont considérées comme le futur des ordinateurs. Et en Suisse? Ici ce sont les capteurs quantiques qui ont un fort potentiel. Et la différence, selon Emma Schepers, analyste chez le capital-risqueur zurichois Verve qu’Heidi.news a interviewé, c’est qu’il ne s’agit pas de promesses mais d’applications concrètes dès aujourd’hui.

Pourquoi c’est important. De Google au géant chinois Baidu en passant par IBM et les Etats, des milliards sont investis depuis quelques années dans le développement d’ordinateurs quantiques. Le motif de cette course n’est rien d’autre que la vitesse de calcul phénoménale que permettraient ces machines vis-à-vis des ordinateurs classiques. En 2019, l’ordinateur quantique Sycamore de Google a résolu en 200 secondes un problème qui aurait pris 10’000 ans aux plus grands superordinateurs du monde. Un galop d’essai car on n’attend pas de véritable ordinateur quantique avant 2030. Toutefois, l’informatique quantique a des applications plus immédiates, en particulier pour les capteurs. Un domaine dans lequel la Suisse est pionnière.

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Le metaverse français qui veut changer la donne ouvre ses portes : partez à la découverte d'AlphaVerse ! – Journal du Coin

Le metaverse français qui veut changer la donne ouvre ses portes : partez à la découverte d'AlphaVerse ! – Journal du Coin

Crypto Blockchain Industries est une société française cotée sur Euronext qui développe et investit dans des projets technologiques, majoritairement dans le domaine du Web3. Introduite en bourse en novembre 2021, CBI a réussi à se tailler une place de choix dans l’écosystème Web3 grâce aux choix stratégiques de son exécutif composé de vétérans de l’industrie du jeu vidéo et de l’investissement.

 Le Journal du Coin vous propose cet article promotionnel en collaboration avec AlphaVerse.

L’AlphaVerse, un métaverse pour tous les unir

L’AlphaVerse, qui tire son nom du Grec Alpha « un », se veut un métaverse rassemblant de nombreux univers en son sein. À travers AlphaVerse CBI affiche un double objectif: devenir LE point d’entrée vers l’ensemble des métaverses et établir un éditeur de jeux et de métaverse d’envergure mondiale.

Logo officiel de l'AlphaVerse le métavers français porté par Crypto Blockchain Industries (CBI)

Le Hub de l’AlphaVerse: un seul point d’entrée vers une multitude de métaverses

Le Hub d’AlphaVerse se veut être la porte d’entrée vers l’ensemble des métaverses. Au sein de l’AlphaVerse il existera ainsi trois types d’univers :

  • Les univers développés en propre. Ici, CBI assure l’idéation, la communication ainsi que le développement.
  • Les univers développés en partenariat. Dans ce cas de figure, CBI se charge du développement via ses studios. En revanche, les opérations marketing tout comme les revenus font l’objet d’une répartition entre CBI et le partenaire en question.
  • Les univers tiers. Les univers tiers sont ceux qui ne sont pas opérés par CBI mais qui souhaitent se connecter au Hub d’AlphaVerse afin de bénéficier du ruissellement des utilisateurs entre les différents métaverses affiliés à l’AlphaVerse.

Créer un éditeur de jeu et de métaverse de renommée mondiale

CBI, à travers son multiverse AlphaVerse, développe donc une multitude d’univers. Pour cela CBI s’appuie sur plusieurs studios de développement en Europe, en Asie et aux Amériques.

CBI à l’intention de se positionner comme un éditeur de jeux blockchain et plus largement une entreprise de divertissement sur la blockchain, puisque les univers en cours de développement vont bien au-delà du concept de jeux vidéo et englobent des considérations sociales, artistiques et communautaires.

Ces deux ambitions de l’entreprise française se rejoignent pour définir la mission qu’elle s’est fixée: amener le secteur du métaverse et du play-to-earn à sa prochaine étape en insufflant son expérience et ses ambitions dans l’industrie pour mettre l’accent sur la qualité et l’accessibilité afin de favoriser l’adoption et la démocratisation des univers et jeux basés sur la blockchain.

Les univers en cours de développement au sein de l’AlphaVerse

Dans l’AlphaVerse, l’utilisateur peut accéder à plusieurs métaverses à partir d’un seul emplacement : le Hub.

  • MetaCoaster : un jeu de simulation de parc d’attraction sur la blockchain avec une forte dimension play-to-earn. Les utilisateurs pourront jouer en solo pour débloquer des NFTs ou jouer au mode massivement multi-joueur et play-to-earn
  • United At Home / Beat AlphaVerse : un univers dédié à la musique électronique et à la philanthropie développé pour et avec le célèbre DJ et producteur de musique David Guetta notamment pour déployer son programme caritatif « United at Home » dans le métaverse.
  • HorYou AlphaVerse : un métaverse dédié au bien social, à la durabilité et à la lutte contre le changement climatique. Construit en partenariat avec le réseau social Horyou et la Fondation Horyou.
  • Qtopia : un métaverse social pour la communauté LGBTQ et ses alliés. Dans Qtopia, les utilisateurs peuvent participer à des activités, des événements et des mini-jeux le tout avec une dimension caritative.
  • Artech : les nostalgiques des œuvres numériques des années 90 trouveront leur place dans Artech. Artech est un métaverse entièrement dédié à l’art numérique et aux artistes. Artech s’axe autour de la collection NFT Raverse qui a numérisé les sons et vidéos des raves des années 90.
  • Chi Modu AlphaVerse : ce métaverse fournit un espace dédié à la vie et à l’œuvre de Chi Modu, un photographe légendaire, où les artistes émergents peuvent trouver l’inspiration et les ressources pour poursuivre leur rêve tout en redonnant à la communauté.
  • Xave World : Xave plonge l’utilisateur dans un monde ouvert en constantes expansion et évolution, où les fans de musique découvriront un nouveau monde rempli de musique, de spectacles, de festivals et d’événements.

Le Hub, le coeur de l’AlphaVerse

Le Hub de l’AlphaVerse se veut un espace communautaire favorisant l’échange et la découverte. Pour cela, le Hub est organisé en Districts, chacun lié à un thème majeur. Nous retrouvons par exemple l’Innovation Zone ou encore la Fashion Avenue et l’Entertainment District. Au sein de chaque district vous retrouverez des batiment lié à des sous thèmes des Districts.

Chaque district possède au moins une Arena. Par exemple, dans le district Innovation Zone se trouve la Blockchain Arena, prête à accueillir les projets liées aux technologies blockchains.

>>La whitelist pour la phase de test, c’est par ici !<<

Les Arenas sont le cœur des ambitions communautaires d’AlphaVerse. A l’intérieur de chacune d’entre elles se trouve des boutiques et des Community Houses. Les boutiques, comme leur nom l’indique, sont des locaux commerciaux où les utilisateurs pourront vendre des biens physiques comme numériques en s’appuyant sur la marketplace à venir.

Les Community Houses quant à elles sont des lieux détenus par les utilisateurs ou entreprises et dédiés à un thème spécifique. Ci dessous vous pouvez voir une Community House créée par AlphaVerse pour un jeune designer. A l’intérieur de chaque Community House se trouvent des écrans sur lesquels le propriétaire peut afficher le contenu, image ou vidéo de son choix.

Une Community House au sein de la Fashion Avenue

La Phase d’Alpha Privée du Hub de l’AlphaVerse

À partir du 20 septembre, le Hub de l’AlphaVerse qui accueillera ses premiers visiteurs. Lors de cette première étape de test public, CBI compte inviter quelques centaines d’utilisateurs tirés au sort au sein de la communauté.

Afin de participer à cette phase d’Alpha privée, il vous suffit de vous rendre sur la page d’accueil d’AlphaVerse et de remplir le formulaire qui s’y trouve. Ensuite, l’équipe de CBI tirera au sort les heureux élus qui pourront accéder en exclusivité au Hub d’AlphaVerse. Si les jeux play-to-earn et métaverses actuellement opérationnels ont des graphismes et une direction artistique qui laisse à désirer, l’AlphaVerse lui prend le contre pied de ses pairs et propose une expérience aux couleurs chatoyantes inspirées du style architectural « solar punk ».

Vue aérienne du Hub d’AlphaVerse

>> Inscrivez-vous dès aujourd’ui pour testez l’AlphaVerse <<

Du fait de ce parti pris mettant l’accent sur la création d’un univers sophistiqué aux graphismes ciselés, entrer dans l’AlphaVerse nécessite actuellement une certaine configuration matérielle. Tout d’abord, l’AlphaVerse sera seulement accessible aux machines opérant sous Windows durant sa phase initiale. Par la suite, les machines opérant sur Mac OS et sur Linux seront-elles aussi les bienvenues.

Configuration matérielle recommandée:

  • Processeur: Intel® Core i7–4770 / AMD™ FX 8310
  • Carte graphique: NVIDIA® GeForce® GTX 960 / AMD™ Radeon™ R9 280
  • Mémoire vive : 8GB

Avoir une configuration inférieure à la configuration recommandée ne signifie pas que vous ne pouvez pas être sélectionné pour l’Alpha, ni que vous pourrez pas lancer le programme. Il vous sera possible de candidater jusqu’au 19 septembre. Au cours de la période de candidature les utilisateurs whitelistés seront progressivement contactés par mail afin de recevoir le lien de téléchargement pour entrer dans l’AlphaVerse!

NFT et metaverse : la guerre des marques a commencé – Journal du Coin

NFT et metaverse : la guerre des marques a commencé – Journal du Coin

Protection 3.0 – Le nombre de demandes de marques liées aux tokens non fongibles (NFT) et au métavers au cours des huit premiers mois de cette année, n’est pas loin du double de celui enregistré en 2021.

Ça se bouscule aux portes de l’Office américain des brevets et des marques ! Dans son tweet du 6 septembre dernier, l’avocat spécialisé en propriété intellectuelle Mike Kondoudis révèle les statistiques relatives aux demandes de marques américaines, qui ont été déposées pour des produits et des services liés aux NFT, au métavers, au web3 en général, entre le mois de janvier et d’août de cette année.

Mike Kondoudis a partagé un graphique qui avance le chiffre de 3 899 demandes de marques américaines durant ces huit premiers mois, soit en moyenne 487 demandes mensuelles. Le mois de mars a enregistré un record de 604 dépôts.

Demandes de marques NFT métavers
Publication de Mike Kondoudis – Source : Twitter

Les narrations pessimistes sur les cryptomonnaies, sous fond de marchés baissiers cette année, n’ont point dissuadé les entreprises, d’effectuer leurs premiers pas ou de renforcer leur présence dans les NFT et les métavers. Le nombre de demandes des huit premiers mois ont largement dépassé les 2 087 demandes d’enregistrement de marques de l’année dernière dans son intégralité.

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Un plongeon dans le web3 stimulé par les copieurs et les opportunistes

De gré ou de force ! Les litiges qui opposent certaines grandes marques à des artistes ou parfois à des personnes opportunistes et sans scrupules dans le web3, ont ouvert les yeux de quelques entreprises, quant à l’importance de protéger leurs noms dans ces nouveaux univers virtuels.

L’une de ces secousses concerne l’affaire Hermès contre le créateur de Metabirkin NFT, Mason Rotherschild. La marque de mode de luxe française a intenté l’année dernière, une action en justice contre Mason Rotherschild, dont la collection publiée sur OpenSea contenait des versions numériques du sac Birkin d’Hermès.

Sans une protection adéquate de leurs marques dans le web3, les entreprises peuvent se faire devancer par des « entrepreneurs » un peu trop culottés, qui pensent avoir trouvé le bon filon à exploiter.

Fenesha Holmes et Reath Mohammed avaient ainsi déposé des demandes de marques liées au métavers pour Gucci et Prada en 2021.  L’Office américain des brevets et des marques (USPTO) a rejeté ces demandes, vu que les deux personnes n’avaient en réalité, aucun lien avec les deux entreprises.

Sony Music Entertainment figure dans la liste des entreprises américaines, qui a effectué récemment un dépôt pour un amener sa marque dans le web3, en vue du lancement d’un projet alliant musique et NFT.

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Ford fait chauffer le moteur et démarre dans le métaverse – Journal du Coin

Ford fait chauffer le moteur et démarre dans le métaverse – Journal du Coin

À celui qui voit loin, il n’est rien d’impossible – Est-ce que Henri Ford aurait pu prévoir en 1903 qu’aujourd’hui la guerre des marques automobiles se ferait dans un monde virtuel ? Certainement pas.

La nouvelle révolution industrielle sera virtuelle

Certes, un peu en retard, mais la marque a décidé de se lancer. Alors que Renault, Nissan, Toyota, Hyundai ont déjà annoncé se lancer dans l’univers du Web3, et que des marques de luxe comme Lamborghini ou encore Bentley ont déjà leurs collections de NFT, Ford démarre tout juste. Mais est-ce trop tard pour ça ? Clairement, non, tout est encore à faire. Le metaverse en tant que tel n’existe pas encore réellement, et la marque l’a bien compris.

C’est sur Twitter que l’avocat Mike Kondoudis a révélé que Ford se lançait dans la course. Spécialiste des brevets et du commerce, l’avocat a annoncé que Ford avait déposé 19 demandes d’enregistrement de marques. Quand le moteur est chaud, plus de soucis, il faut se lancer à fond ! C’est pourquoi des marques comme Mustang, Explorer, Lincoln ou encore Bronco sont dorénavant en attente de dépôt.

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Des NFT, des vêtements Ford et de la VR

Ford aurait pour objectif de créer des illustrations, du texte, de l’audio et de la vidéo pour présenter ses voitures, SUV et autres camionnettes utilisées aux USA. Le tout devrait être authentifié via une série de NFT.

La seconde idée serait de proposer des voitures, des pièces détachées, des vêtements dans le metavers, ainsi que de mettre en place des « salons professionnels » organisé en live et en ligne, via notamment la VR (réalité augmentée via les casques).

Est-ce que le metaverse à un réel avenir ? La réponse dépendra des croyances de chacun, et surtout de son appétence personnelle pour ce genre d’univers. Mais dans tous les cas, les marques croient à son potentiel et misent un peu plus dessus chaque jour.

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