L'Ordinateur Quantique |
Une Preuve de l'avantage des Ordinateurs Quantiques |
S.B. - POUR LA SCIENCE N°495 > Janvier > 2019 |
L'Ordinateur Quantique qui se Reprogramme |
A.P. - SCIENCE & VIE N°1189 > Octobre > 2016 |
L'ordinateur à ADN a trouvé son Composant de Base |
BIOTECHNOLOGIES |
Chacune de ces fioles renferme des brins d'ADN capables de réagir à un signal et de réaliser des calculs simples : autant d'opérations élémentaires qui, combinées, constituent un vrai circuit informatique !
Utiliser des réactions entre des brins d'ADN pour réaliser des calculs simples et, ainsi, construire un ordinateur : l'idée est dans l'air depuis le début des années 1990... Et voici enfin du nouveau en la matière ! Une équipe de l'institut de technologie de Californie a mis au point un mécanisme composé de brins d'ADN capables de se reconnaître, de s'associer entre eux (et par là, de traiter de l'information comme un ordinateur électronique manipule des 0 et des 1), et surtout à partir duquel on peut construire n'importe quel circuit informatique ! "L'avantage de notre mécanisme est qu'il se décline pour former n'importe quelle opération élémentaire", explique Lulu Qian, principal auteur de l'étude. Les chercheurs ont ainsi réussi à fabriquer un circuit cinq fois plus gros que ses prédécesseurs, capable de calculer des racines carrées. Et ils se préparent déjà à l'étape suivante : intégrer la totalité de leur circuit dans une cellule ! En effet, l'ordinateur à ADN n'a pas vocation à remplacer l'électronique au silicium. Les chercheurs veulent concevoir des unités de calcul minuscules qui, logées dans les cellules, en prendraient le contrôle, "afin qu'elles puissent, par exemple, reconnaître un produit chimique et déclenché une réaction programmée", détail Lulu Qian. Et d'ajouter : "le rêve, en fait, c'est de transformer une cellule en automate !"
M.F. - SCIENCE & VIE > Août > 2011 |
Une Étape importante a été Franchie |
Plusieurs expériences réalisées cette année laissent enfin espérer la mise au point de la mémoire quantique, dont les extraordinaires capacités font rêver depuis 20 ans.
En gestation depuis vingt ans, l'informatique quantique n'est pas avare de promesses : ordinateurs capables de prouesses inégalées, lignes de communication cryptées définitivement inviolables... Mais de telles applications potentielles des bizarreries quantiques nécessitent, notamment, la mise au point de l'équivalent quantique des mémoires magnétiques de nos ordinateurs. Il faudrait ainsi que chaque bit d'information soit encodé sur un unique atome, avec la possibilité de stocker et de récupérer cette information sans la dégrader. Chimère ? 2010 aura, en tout cas, fait le plein de résultats en direction de cet objectif. "Au 1 er janvier 2010, on disposait de deux protocoles théoriques de stockage et de récupération d'une information quantique sur une mémoire, ainsi que d'une démonstration partielle de l'un des deux", résume Nicolas Gisin, au département de physique de l'université de Genève.
4 AVANCÉES MAJEURES : Douze mois plus tard, les progrès sont impressionnants.
Primo, l'équipe de Nicolas Gisin, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Lund, en Suède, a fait la démonstration complète d'un des deux protocoles, nommé AFC (Atomic Frequency Comb), en stockant l'information portée par des photons dans un cristal dopé au praséodyme (métal de la famille des terres rares), avant de la récupérer quelques microsecondes plus tard.
Secundo, la même équipe est parvenue à mémoriser l'information portée par des photons dont la longueur d'onde est celle utilisée dans les lignes de télécommunications standard.
Tertio, elle a réussi à stocker simultanément 64 impulsions lumineuses, pulvérisant le précédent record, qui n'impliquait que deux impulsions !
Quarto, alors que personne n'était parvenu à récupérer plus de 20 % de l'intensité d'un signal entrant dans une mémoire quantique solide, l'équipe de Morgan Hedges, à l'université nationale australienne, à Canberra, a obtenu 69 %. "Une efficacité très impressionnante", s'enthousiasme Jean-Louis Le Gouët, au Laboratoire Aimé-Cotton, à Orsay.
Certes, la route est encore longue avant de disposer de mémoires quantiques à longue durée de vie et à large bande passante. Mais 2010 vient incontestablement de déblayer le terrain pour que l'informatique quantique ne soit pas seulemènt un rêve.
Mathieu Grousson - SCIENCE & VIE > Janvier > 2011 |
Un Cristal bat des Records de Durée de Stockage |
Refroidi à -270°C, le cristal a ralenti puis stocké la lumière du laser pendant plusieurs heures au lieu de plusieurs secondes.
Des chercheurs de l'université nationale australienne ont mis au point une mémoire optique quantique capable de retenir la lumière plusieurs heures, au lieu de plusieurs secondes auparavant. Semblable à la mémoire informatique traditionnelle, la mémoire quantique peut inscrire, stocker et lire de l'information. La différence vient du fait que l'information est enregistrée sous forme de qubits. Alors qu'un bit classique se trouve toujours dans un état binaire, soit 0, soit 1, un qubit est en général dans une superposition de ces deux états. Mais cette superposition est instable. L'une des difficultés est donc de la maintenir le plus longtemps possible. Pour arrêter et contrôler la lumière, les scientifiques ont refroidi à l'aide d'un laser un cristal à -270°C. Le laser qui pénètre le cristal est ralenti jusqu'à son immobilisation pendant plusieurs heures. Lorsque la lumière est relâchée, elle laisse derrière elle un hologramme en trois dimensions, qui est une photographie des informations contenues initialement, identique au photon près. La mécanique quantique garantit que cet hologramme ne peut être lu qu'une seule fois. Ce système est donc très prometteur pour la création d'ordinateurs très rapides et de communications sécurisées.
J.J. - SCIENCE & VIE > Septembre > 2010 |
Un Nanolaser pourrait équiper l'Ordinateur du Futur |
Une bille de 44 nanomètres de diamètre, composée d'un cour d'or recouvert de colorant vert : voilà le nouvel émetteur laser conçu par une équipe américaine dirigée par Vladimir Shalaev, à l'université Purdue (Indiana).
Un exploit car jusqu'à présent, en raison des caractéristiques des photons, qui sont habituellement amplifiés par les lasers, la taille d'un émetteur ne pouvait pas descendre au-dessous de la moitié de la longueur d'onde de la lumière émise. Soit 190 nm pour la lumière visible. Mais les chercheurs ont trouvé une astuce : ici, ce ne sont pas des photons qui servent de base à l'émission, mais des nuages d'électrons appelés "plasmons". Générés en exposant le noyau d'or à la lumière, les plasmons sont amplifiés puis transformés en lumière - à la longueur d'onde de 525 nm - par le colorant. Une percée qui rend de plus en plus envisageable l'utilisation de la lumière pour transmettre l'information dans des composants électroniques miniatures.
P.G. - SCIENCE & VIE > Octobre > 2009 |
Le Premier Processeur Quantique |
Voici le premier processeur quantique. New Haven (États-Unis), le 28 juin.
Électrons, ions, photons, les laboratoires testent toutes les solutions pour mettre la main sur le bit quantique, le fameux qubit qui donnera naissance à l'ordinateur du futur, bien plus puissant.
"Nous travaillons avec des paires de Cooper : deux électrons couplés et contrôlés par des électrodes", explique Léonardo DiCarlo, qui a mené les recherches à l'université de Yale. Ce processeur contrôle seulement deux qubits, ce qui est déjà une prouesse.
M.F. - SCIENCE & VIE > Septembre > 2009 |
L'Ordinateur Quantique a trouvé son Matériau |
Le tellure de bismuth serait un semi-conducteur idéal pour la construction du microprocesseur quantique, remplaçant des technologies actuelles.
Des chercheurs de l'université Stanford (Californie) viennent en effet de découvrir que les électrons dans ce matériau étaient "polarisés de spin". Traduction : "Leur spin (une charge quantique propre à l'électron), positif ou négatif, reste fixe, même à température ambiante, précise Ylin Chen, à Stanford. Ce qui veut dire que nous disposons d'un bit quantique, contrôlable à l'aide du champ électrique que nous imposons au matériau. Et qui promet d'être très économique en énergie !" Le tellure de bismuth offre en effet une grande mobilité électronique sans résistance. "À la surface du matériau, les électrons se déplacent comme s'ils n'avaient pas de masse. Le tellure de bismuth peut donc conduire un courant sans qu'aucun dégagement de chaleur ne se forme par effet Joule", précise ainsi Alain Schuhl, directeur du laboratoire Spintec. Reste à passer à la pratique en réalisant un premier composant électronique avec ce matériau miracle.
M.F. - SCIENCE & VIE > Août > 2009 |
Une Nouvelle étape est Franchie vers l'Ordinateur Quantique |
L'équipe de John Jost, du National lnstitute of Standards and Technology (NIST), dans le Colorado, vient de prouver que le phénomène quantique de "l'intrication" est également un phénomène mécanique. Grâce à ce dispositif les chercheurs ont fait vibrer deux couples d'ions placés, sans contact direct, dans un même système.
On parle d'intrication lorsque plusieurs objets physiques sont liés et peuvent "échanger" des informations afin d'adopter des caractéristiques similaires (comme leur orientation). Pour parvenir à ces conclusions, les physiciens américains ont créé deux couples d'ions identiques (atomes chargés électriquement), constitués chacun d'un ion béryllium et d'un ion magnésium, liés par un "ressort" magnétique. Ils ont ensuite placé ces couples dans un même système (intrication), puis ont donné une impulsion laser à l'un d'entre eux pour qu'il vibre. L'autre couple, pourtant sans aucun contact direct, s'est alors mis à vibrer exactement de la même manière ! Une découverte qui marque un pas de plus vers l'ordinateur quantique, Graal des physiciens.
N.K. - SCIENCE & VIE > Août > 2009 |