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Informatique quantique et Big Data : une révolution pour l’analyse de données

L’informatique quantique est une technologie futuriste qui s’apprête à révolutionner l’informatique en augmentant de façon massive la puissance de calcul des superordinateurs. Appliquée au Big Data, cette technologie va permettre d’accélérer et de simplifier l’analyse de données.

Depuis maintenant quelques années, des géants de la technologie comme Google et IBM (ainsi que plusieurs startups dédiées) cherchent à créer des ordinateurs quantiques. Ces machines surpuissantes pourraient aider l’humanité à résoudre un grand nombre de problèmes, mais le chemin vers leur création est semé d’embûches. Voici tout ce que vous devez savoir sur l’informatique quantique et les possibilités offertes par son association avec le Big Data.

Qu’est-ce que l’informatique quantique ?

L’informatique quantique repose sur l’étonnante capacité des particules subatomiques à exister dans plus d’un état simultanément. Exploitée dans le domaine de l’informatique, cette aptitude pourrait en effet permettre de résoudre les opérations bien plus rapidement tout en consommant moins d’énergie que les ordinateurs traditionnels.

En effet, dans le domaine de l’informatique classique, un  » bit  » ne peut exister que dans deux états : 1 ou 0. Dans l’informatique quantique, les  » bits quantiques  » (qubits) ont deux états, mais peuvent stocker davantage d’informations que 1 ou 0, car ils peuvent exister dans n’importe quelle superposition de ces valeurs.

On peut visionner un qubit comme une sphère imaginaire. Alors que les bits classiques ne peuvent être qu’à deux pôles de la sphère, un qubit peut exister à n’importe quel point sur la sphère. Ainsi,un ordinateur peut utiliser ces bits pour stocker une grande quantité d’informations en consommant moins d’énergie qu’un ordinateur ordinaire.

Que peut faire un ordinateur quantique de plus qu’un ordinateur classique ?

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Les ordinateurs quantiques sont particulièrement adaptés pour résoudre certains problèmes mathématiques. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour trouver des nombres premiers très larges. Il serait donc possible d’appliquer cette technologie au domaine de la cryptographie pour créer des systèmes de cybersécurité plus résistants.

Au contraire, les hackers pourraient utiliser l’informatique quantique pour contourner les systèmes de chiffrement utilisés à l’heure actuelle. C’est la raison pour laquelle les chercheurs tentent déjà de développer des technologies résistantes au  » hacking quantique « .

L’informatique quantique pourrait aussi permettre aux chercheurs de modéliser des réactions chimiques complexes. A l’heure actuelle, même les superordinateurs les plus puissants ne peuvent accomplir cette tâche. En juillet 2016, les ingénieurs de Google sont parvenus à simuler une molécule d’hydrogène pour la première fois grâce à un appareil quantique. De même, IBM est ensuite parvenu à modéliser le comportement de molécules encore plus complexes. Les chercheurs espèrent pouvoir créer de nouvelles molécules pour la médecine grâce aux simulations quantiques.

Informatique quantique et Big Data : un potentiel révolutionnaire

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Les ordinateurs quantiques seront en mesure d’effectuer des calculs extrêmement complexes en quelques secondes seulement, alors qu’il faudrait plusieurs milliers d’années à un ordinateur classique pour en faire autant.

Dans le domaine du Big Data, l’informatique quantique permettre aux entreprises de collecter et d’analyser d’immenses quantités de données très rapidement grâce aux algorithmes quantiques. La détection, l’analyse, l’intégration et le diagnostic de data sets séparés pourra être effectuée bien plus facilement. Tous les éléments d’une base de données massive pourront être analysés simultanément pour découvrir des patterns.

De plus, en appliquant l’informatique quantique aux systèmes de Machine Learning existants, il sera possible d’accélérer la classification Big Data et l’analyse topologique des ensembles de données complexes.

De façon concrète, imaginons un ensemble de données à 300 points. L’approche conventionnelle consiste à analyser toutes les caractéristiques topologiques de cet ensemble. Avec un ordinateur classique, il serait nécessaire d’utiliser 2300 unités de traitement, soit presque autant que le nombre de particules dans l’univers. Avec un ordinateur quantique, il suffirait de 300 qubits.

Quand seront disponibles les ordinateurs quantiques ?

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En mars 2017, Google annonçait son intention de commercialiser une  » technologie quantique  » dans un délai de cinq ans. En novembre 2017, IBM a annoncé être parvenu à créer un ordinateur quantique à 50 qubits. Cependant, ce système instable ne pouvait tenir sont microétat quantique que pendant 90 microsecondes.

Toutefois, depuis 2016, IBM permet aux chercheurs de réaliser des expériences sur un ordinateur quantique à cinq qubits via le Cloud. Depuis 2017, un système à 20 qubits est également disponible sur le nuage de la firme américaine.

Parallèment à ces deux géants de la tech, plusieurs startups se consacrent à l’informatique quantique. La startup canadienne D-Wave, basée à Vancouver, affirme avoir créé un système à 2000 qubits. De nombreux chercheurs estiment toutefois qu’il ne s’agit pas d’un véritable système quantique. De son côté, la startup californienne Rigetti privilégie la stabilité plutôt que le nombre de qubits. Ainsi, elle pourrait bien être la première entreprise à créer un ordinateur quantique réellement utilisable.

De manière générale, on estime qu’il faudra attendre environ 4 à 5 ans pour que les ordinateurs quantiques soient accessibles pour les entreprises. À n’en point douter, c’est une véritable révolution qui se prépare pour le secteur de l’informatique.

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