Le qubits (ou bits quantiques, « bit quantique« ) est l’unité d’information de base dans les ordinateurs quantiques et a été proposée pour la première fois au début des années 1980 par le physicien Richard Feynmanqui a réalisé le potentiel de l’informatique quantique pour résoudre des problèmes complexes de physique et de chimie. Il diffère du bit « traditionnel » car il ne se limite pas à avoir une valeur de 0 ou 1, mais peut prendre les deux valeurs en même temps, augmentant ainsi drastiquement la vitesse de calcul des ordinateurs quantiques.
Qu’est-ce qu’un qubit : définition et caractéristiques
Alors qu’un morceau classique ne peut prendre que les valeurs de 0 ou 1le qubit peut être 0 et 1 en même temps grâce à un phénomène appelé « superposition quantique ». Cette propriété vous permet de effectuer plusieurs calculs simultanémentaugmentant considérablement la vitesse de calcul. Mais les qubits sont également intéressants pour une autre caractéristique fondamentale, appelée intrication quantique: lorsque deux ou plusieurs qubits sont intriqués (c’est-à-dire corrélés), le le changement d’état de l’un d’eux affecte instantanément l’autrequelle que soit la distance. Ces propriétés rendent les qubits capables d’effectuer des calculs avec une efficacité impensable pour les ordinateurs traditionnels.
À quoi servent les qubits et comment ça marche : applications
Les qubits constituent la base de l’informatique quantique, qui promet de résoudre des problèmes très complexes à des vitesses incroyables. Pour cette raison, ils trouvent des applications dans de nombreux domaines tels que :
- Simulations moléculaires : ils permettent de modéliser des molécules complexes, aidant ainsi à la découverte de nouveaux médicaments ou matériaux ;
- Cryptographie: rendre les communications plus sécurisées, car si quelqu’un espionnait la communication, il modifierait inévitablement les qubits et rendrait donc l’espionnage évident ;
- Optimisation au sens large grâce aux ordinateurs quantiques, de la gestion du trafic à la logistique.
Comment un qubit est créé
Les qubits ils ne sont pas faciles à obtenirétant donné que les ordinateurs quantiques nécessitent des conditions très spécifiques, telles que des températures extrêmement basses, proche du zéro absolu (–273 °C). À ces températures, certains matériaux deviennent supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils laissent passer les électrons sans aucune résistance. Ce comportement est crucial pour la création de qubits, qui doivent maintenir une cohérence quantique pour effectuer correctement les calculs.
Même en Italie, nous avons réussi à les fabriquer, précisément à Fondation Bruno Kessler de Trente, où une équipe de chercheurs dirigée par Federica Mantegazzini a reproduit les niveaux d’énergie d’un atome dans un circuit électrique, créant un qubit fonctionnant à de très basses températures. Leur travail pourrait conduire à nouvelles avancées dans les ordinateurs quantiques et dans les technologies de l’information en général.