(Photo: 123RF)

BLOGUE INVITÉ. En terme simple, la suprématie quantique désigne une ère ou l’ordinateur quantique peut désormais résoudre des problèmes que l’ordinateur classique ne peut pratiquement pas résoudre.

Des chercheurs chez Google ont récemment affirmé avoir été en mesure, grâce à un calculateur quantique, d'effectuer en environ 3 minutes un calcul expérimental que le plus puissant ordinateur existant aurait mis 10 000 ans à résoudre. 

L’ère de la suprématie quantique est-elle arrivée? Je perçois une course technologique, du marketing et une calculatrice nouveau genre.

L’avènement de l’ordinateur quantique

L’ordinateur quantique, au lieu d’utiliser les traditionnels bits binaires (qui peuvent stocker un 0 ou un 1), se sert du qubit, soit un bit quantique (qui peut superposer à la fois un 0 et un 1). Plus le nombre de qubits d’un ordinateur quantique sera grand, plus sa capacité de calcul sera exponentielle par rapport à celle d’un ordinateur conventionnel, puisqu’il sera capable de faire beaucoup plus de calculs en parallèle.

De plus, le processus est accéléré par une propriété appelée l’intrication quantique, qui crée un système lié ou les qubits dépendent l’un de l’autre, peu importe la distance qui les sépare.

Autrement dit, il n’est pas nécessaire de faire l'entièreté des observations afin de connaitres la résultante de X, Y et Z. Par exemple, la position seule de X pourrait permettre de connaître la résultante d’Y et/ou Z.

Pour que cela fonctionne, la totalité du système doit être stable et résistant aux variables de son environnement (température, vibration et autre type de bruits). L’équipement informatique quantique est donc plus sensible aux erreurs que les ordinateurs conventionnels. L’évolution de sa performance à un échelon de système important est donc un beau défi.

L’annonce de Google

Le 20 septembre dernier, le Financial Times a indiqué que «Google prétend avoir atteint la suprématie quantique avec un éventail de 54 Qubits dont 53 fonctionnels.» Le tout en faisant référence à un papier de recherche brièvement disponible sur le site de la NASA. Je dis brièvement, car il n’est plus disponible et ne partageait pas énormément d’information.

Le papier faisait référence à un calculateur quantique utilisant un algorithme bien précis. On est donc loin de l’ordinateur quantique pouvant faire des opérations courantes.

Par contre, si le tout est bel et bien véridique c’est quand même un problème mathématique (inconnu) solutionné en 200 secondes qui n’était pas réalisable par l’ordinateur traditionnel le plus performant.

Comme plusieurs, je suis curieux de suivre l’évolution de cette technologie et d’avoir accès à plus d’informations.

La suprématie quantique versus le chiffrement

La question qui fait couler de l’encre: est-ce que parmi les algorithmes développés pour les ordinateurs quantiques, il y en a un qui peut ou pourra prochainement casser les méthodes de cryptage utilisées par les systèmes informatiques actuels? Je parle ici de violation de base de données et des chaînes de blocs.

L’écosystème blockchain étant très réactif a publié plusieurs articles dans les derniers jours autour de cette question. En fait, plusieurs ont pointé du doigt le Bitcoin jugeant qu’il serait potentiellement attaquable.

Comme je me plais à dire, au moment qu’un outil d’attaque de la sorte existe ce sera la course entre qui à la technologie pour être protégé versus qui à la technologie pour attaquer...

Mon bon ami Patrick Roy, spécialiste en sécurité informatique et non le hockeyeur, me disait cette semaine : «nous sommes quand même à quelques décennies de cette réalité.»

Les experts estiment que pour un temps de traitement raisonnable et qu’en fonction du taux d’erreur, il faudrait environ entre 4 000 et 10 000 Qubits pour casser certains cryptages actuels. Une évolution technologique à suivre, car plusieurs organismes sont soumis à cette réalité. 

L’an dernier, un rapport des académies nationales des sciences, de l’ingénierie et de la médecine (NASEM), avait servi à sonner l’alarme et prévenir la communauté scientifique. Selon eux, les méthodes de cryptages post-quantiques normalisées pourraient prendre 20 ans à voir le jour et être déployées. Ils indiquent que la création des standards nécessite beaucoup d’efforts cependant, les partager, convaincre les fabricants de les utiliser et mettre à jour les appareils partout dans le monde sera un beau défi.

Des solutions à l’horizon?

Plusieurs projets blockchain promouvoie l’utilisation d’encryption résistant à l’ordinateur quantique. Certains d’entre eux ont même réussi à amasser des sommes d’argent plus importantes en faisant référence à leur chiffrement post-quantique.

La réalité est qu’il y a de nouvelles méthodes de cryptages candidates pour la cryptographie post-quantique. Par contre, ces algorithmes devront être normalisés et subir de nombreux tests. Actuellement, les approches étudiées ont également tendance à offrir des performances plus lentes par rapport aux algorithmes classiques. 

De nombreuses méthodes sont actuellement à l’étude et proposées par des experts. L’Institut national des normes et de la technologie des États-Unis (NIST), par son rôle, travaille à normaliser ces procédures.

De ce que nous connaissons, les ordinateurs quantiques sont encore loin d'être prêts pour une utilisation courante, mais doivent nécessiter une attention particulière.