Comment les décideurs (américains) peuvent-ils effectuer des percées dans la science quantique?
Une analyse sur le site de Brookings révèle qu’une révolution quantique est vraiment imminente, bien qu’il reste des défis techniques majeurs à surmonter. Tout comme le financement et la politique du gouvernement américain ont permis à Internet de prospérer, les États-Unis ont maintenant la possibilité d’aider à piloter la prochaine révolution technologique.
La compréhension des gains potentiels dans le domaine des sciences et technologies de l’information quantique nécessite de se plonger dans les détails techniques. Alors que l’informatique quantique est la technologie la plus connue dans le domaine, la détection et les communications améliorées quantiques sont deux autres technologies d’égale importance pour tenir la promesse de percées quantiques.
Les ordinateurs quantiques s’efforcent d’utiliser les comportements uniques de la mécanique quantique des objets élémentaires – atomes, électrons ou photons – pour traiter l’information d’une manière qui surpasse largement les ordinateurs numériques traditionnels pour certaines tâches. Ce qui donne l’espoir que l’informatique quantique utile fera son apparition dans un avenir prévisible est un concept appelé « informatique tolérante aux pannes », un théorème mathématique qui fixe une limite nette à la quantité d’erreurs autorisées dans chaque opération de calcul sur les qubits. Quelques groupes de recherche de premier plan ont déjà atteint et dépassé le seuil de tolérance aux pannes, bien qu’ils l’aient fait avec un petit nombre de qubits. Par exemple, un consortium de chercheurs financé par le gouvernement américain a récemment démontré un système de correction d’erreur quantique rudimentaire, tandis qu’une équipe de scientifiques en Europe a signalé des progrès similaires.
Les capteurs quantiques réagissent aux changements extrêmement subtils de leur environnement d’une manière qui fournit des informations utiles. Ils peuvent surpasser les capteurs traditionnels pour certaines applications, bien que les compromis qu’ils exigent en termes de coût, de performance et de portabilité ne les aient pas encore rendus viables pour une large utilisation commerciale.
Les systèmes de communication quantiques transporteront les informations quantiques d’un endroit à un autre en les codant dans un flux de qubits photoniques et en envoyant ces photons à travers des fibres optiques, l’air ou l’espace proche de la Terre. Ces systèmes couvrent toute la gamme des échelles de distance.
Identifier la fine pointe de l’innovation
Certains des travaux les plus passionnants dans le domaine des sciences et technologies de l’information quantique se situent à la frontière de la science quantique et de l’innovation industrielle. Les scientifiques font des percées étonnantes grâce à une combinaison de recherche expérimentale et de recherche théorique. De nouvelles pousses semblent apparaître chaque mois.
De nombreux membres de la communauté de la recherche quantique pensent que les capteurs quantiques pourraient s’avérer être la première technologie quantique à avoir un effet sur la société dans son ensemble. Les constructeurs automobiles investissent déjà dans la recherche de techniques quantiques pour détecter le mouvement des véhicules. De nombreuses entreprises ont également vu le jour ces dernières années et se concentrent sur l’électronique et les logiciels.
Une analyse sur le site de Brookings révèle qu’une révolution quantique est vraiment imminente, bien qu’il reste des défis techniques majeurs à surmonter. Tout comme le financement et la politique du gouvernement américain ont permis à Internet de prospérer, les États-Unis ont maintenant la possibilité d’aider à piloter la prochaine révolution technologique.
La compréhension des gains potentiels dans le domaine des sciences et technologies de l’information quantique nécessite de se plonger dans les détails techniques. Alors que l’informatique quantique est la technologie la plus connue dans le domaine, la détection et les communications améliorées quantiques sont deux autres technologies d’égale importance pour tenir la promesse de percées quantiques.
Les ordinateurs quantiques s’efforcent d’utiliser les comportements uniques de la mécanique quantique des objets élémentaires – atomes, électrons ou photons – pour traiter l’information d’une manière qui surpasse largement les ordinateurs numériques traditionnels pour certaines tâches. Ce qui donne l’espoir que l’informatique quantique utile fera son apparition dans un avenir prévisible est un concept appelé « informatique tolérante aux pannes », un théorème mathématique qui fixe une limite nette à la quantité d’erreurs autorisées dans chaque opération de calcul sur les qubits. Quelques groupes de recherche de premier plan ont déjà atteint et dépassé le seuil de tolérance aux pannes, bien qu’ils l’aient fait avec un petit nombre de qubits. Par exemple, un consortium de chercheurs financé par le gouvernement américain a récemment démontré un système de correction d’erreur quantique rudimentaire, tandis qu’une équipe de scientifiques en Europe a signalé des progrès similaires.
Les capteurs quantiques réagissent aux changements extrêmement subtils de leur environnement d’une manière qui fournit des informations utiles. Ils peuvent surpasser les capteurs traditionnels pour certaines applications, bien que les compromis qu’ils exigent en termes de coût, de performance et de portabilité ne les aient pas encore rendus viables pour une large utilisation commerciale.
Les systèmes de communication quantiques transporteront les informations quantiques d’un endroit à un autre en les codant dans un flux de qubits photoniques et en envoyant ces photons à travers des fibres optiques, l’air ou l’espace proche de la Terre. Ces systèmes couvrent toute la gamme des échelles de distance.
Identifier la fine pointe de l’innovation
Certains des travaux les plus passionnants dans le domaine des sciences et technologies de l’information quantique se situent à la frontière de la science quantique et de l’innovation industrielle. Les scientifiques font des percées étonnantes grâce à une combinaison de recherche expérimentale et de recherche théorique. De nouvelles pousses semblent apparaître chaque mois.
De nombreux membres de la communauté de la recherche quantique pensent que les capteurs quantiques pourraient s’avérer être la première technologie quantique à avoir un effet sur la société dans son ensemble. Les constructeurs automobiles investissent déjà dans la recherche de techniques quantiques pour détecter le mouvement des véhicules. De nombreuses entreprises ont également vu le jour ces dernières années et se concentrent sur l’électronique et les logiciels.