Une évolution technologique majeure : La physique quantique

La physique quantique remet en cause, et de manière totalement contre-intuitive, les fondements de la physique. A bien des égards, son impact sera aussi profond que celui des cinq articles de Einstein en 1905. Et il est probable qu’il faudra encore une à deux générations pour qu’elle soit totalement comprise et acquise par les scientifiques et les ingénieurs. Pour être honnête, je n’y comprends rien. Mais les applications sont potentiellement infinies.

Actuellement, les technologies commencent à peine à être mise au point pour exploiter la physique quantique. On voit apparaître les premières antennes, les premiers calculateurs et les premiers systèmes de communication.

Je ne reviens pas sur les antennes et les radars quantiques dont j’ai déjà parlé. Il suffit de savoir que les radars sont incomparablement plus précis. Que les antennes peuvent travailler sur plusieurs gammes de fréquences en même temps (contrairement aux antennes actuelles). Et que l’intrication (la « liaison de particules élémentaires qui présentent toujours le même état quel que soit la distance entre elles). Permet de raccourcir le temps nécessaire pour que l’énergie émise soit revenue pour détecter quelque chose. Les radars actuels sont limités par la vitesse de la lumière (300 000 km/s), celle-ci intervient toujours pour l’émission de l’énergie vers la zone à surveiller… mais plus pour le retour. Un gain en temps considérable et primordial pour surveiller des espaces face à des armes hypersoniques ou dans l’espace où les distances sont incomparablement plus grandes que sur notre planète.

Les ordinateurs actuels sont basés sur les « Bits ». Ces informations élémentaires ont deux états : « 0 » qui signifie : pas d’information. Cela se traduit pas une absence de courant, de charge électrique… « 1 » est le second état qui implique une information élémentaire (courant électrique, charge électrique dans le composant). En codant et conjuguant de nombreuses informations élementaires ont peut faire des calculs, stocker et traiter des informations. L’ensemble des technologies électroniques et informatiques sont basés sur ces « bits ». Avec l’informatique quantique, on ne travaille plus avec des « bits », mais des « Q-bits ». Des informations élémentaires pouvant avoir 4 états. A terme, à consommation électrique comparable, la puissance, capacité de stockage et la vitesse traitement des informations pourrait être multipliée par deux… au minimum. Certain pensent même qu’elle pourrait être mise au carré !

Il n’en reste pas moins, que les technologies sont à peine émergentes. Les seules réalisations informatiques réelles touchent la transmission à distance et le stockage. Il faut comprendre que l’on parle de technologie informatique quantique depuis plus de 30 ans ! En plus du « hardware », le matériel, la partie logicielle (le « Software ») n’est pas encore au point. A ma connaissance, les systèmes d’exploitations et les langages de programmations quantique n’ont toujours pas été mis au point.

D’un point de vu militaire, la puissance de calcul n’est pas l’élément le plus important. Pour diriger une munition vers sa cible, les calculs sont relativement simples. Par contre, la vitesse de traitement, le volume nécessaire pour le matériel (avec l’alimentation, les périphériques externes d’entrée et de sortie) et surtout la puissance électrique nécessaire pour faire fonctionner tout le matériel sont primordiaux. Et c’est sur ces points précis que le développement du matériel prime sur le développement logiciel. Alors que depuis les années 70, c’est le civil qui faisait évoluer la technologie. Les investissements à long terme sans retour direct sont tellement considérables, que seuls les états pour des besoins militaires sont capables de faire évoluer la technologie. Si les avancées viennent de Chine et des USA, ce n’est pas sans raison. Entre la capacité d’investissement (avec le pillage des recherches fondamentales européennes) des USA et la capacité de la Chine à imposer à ses entreprises des recherches sans retour d’investissement (ainsi qu’un espionnage scientifique très efficace)… les Européens que nous sommes ne risquent pas de prendre un quelconque avantage.

L’informatique quantique, avec sa puissance de calcul décuplée, va aussi remettre en cause les systèmes de codage actuels. La sécurité des informations va être ainsi compromise. Mais dans le même temps, elle offre aussi de nouveaux moyens de communication. La révolution qui s’annonce semble aussi importante pour le monde que l’à été l’invention des communications électriques (télégraphes, téléphone) et électromagnétique (liaison radio) au XIXe et au XXe siècle. En termes de sécurité, l’apparition de « Q-bit » de sécurité est primordiale. On adjoint un « Q-bit » intriqué avec un autre Q-bit stocké dans les données de l’émetteur. Toute lecture du Q-bit émis avec le message, donc du message, est systématiquement et immédiatement répercuté sur le Q-bit gardé par l’émetteur. On sait ainsi si le message à été intercepté et lu par quelqu’un. Toute faille de sécurité est donc immédiatement repérée. Il n’y a actuellement pas de parade à ce système… qui n’est pas encore technologiquement mature mais qui fait l’objet d’un intérêt considérable des états, des armées et... des banques.

L’autre avancée prometteuse en matière de communication est la « téléportation ». On est pas dans un épisode de Star Trek, on ne va pas transmettre un bout de papier, ou une clef USB. Via des particules intriquées, on peut téléporter des informations sans liaison physique entre les deux particules. Cette technologie est déjà testée dans des laboratoires. Mais l’intrication ne dure même pas une seconde, et la distance testée ne dépasse pas la centaine de mètres. Ce qui peut sembler ridicule, ne l’est pas. Les premières test de « radioconduction » de Branly en 1893 ont pas fait mieux. Pourtant les liaisons radio sont indispensables pour la téléphonie cellulaire, l’informatique et de nombreux autres aspect de notre existence courante.

Comme on peut le constater, la technologie quantique a un potentiel incroyable. Mais, les briques technologiques commencent à peine à apparaître. Actuellement, bien malin, ou chanceux, celui qui pourra prédire où et quand cette technologie va apparaître.