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Bistro => Discussion démarrée par: Anonyme le 05 décembre 2021 à 12:22:58
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Le Président à évoqué le Plan Quantique Français doté de 1,8 Milliards d'Euros.
Ce plan, annoncé au Plateau de Saclay, entouré par les meilleurs scientifiques français ( Philippe Grangier [ Thésard de Alain Aspect], Pascale Senellart [ X, directrice de recherche au CNRS], Olivier Ezratty [ Centrale Paris, Conseiller scientifique à l'ARCEP) .
Je vous invite à assister à une table ronde évoquant le sujet.
Dans le lien, une image, où apparait un dispositif de simulation d'un atome et d'émission d'un photon UNIQUE ( une prouesse de Pascale Senellart ) saurez vous reconnaitre ce dispositif ?
https://ens-paris-saclay.fr/agenda/table-ronde-sur-les-technologies-quantiques
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Il se trouve que je connais un peu, mais de loin, le sujet. Le dispositif dont tu parles est celui en haut à droite de l'illustration. Il s'agit en fait, non d'un atome, mais d'une boite quantique (quantum dot en anglais), placée dans une cavité optique. Avec ses niveaux d'énergie, il imite un atome et ses niveaux d'énergie, les transitions entre niveaux d'énergie permettant d'émettre des photons de longueur d'onde données.
L'exploit n'est pas de produire des photons uniques, cela on sait le faire depuis des dizaines d'années, et cela a permis par exemple de reproduire la célèbre expérience de l'interférence de deux fentes de Young avec des photons uniques, qui a montré que même dans ce cas là, alors chaque photon à la suite passe par une fente ou l'autre, et le suivant aussi, on a bien reproduction du schéma d'interférence classique (car en fait c'est l'onde de probabilité associée au photon qui produit le schéma d'interférence).
Ce qu'a réussi Pasacle Senelart, c'est en fait de créer un dispositif qui permet de créer des photons uniques "à volonté" avec une efficacité de plus de 90%. C'est utilisé en particulier pour créer des photons corrélés, qui sont utilisés pour former des qubits dans un ordinateur quantique. C'est une des pistes, optique, pour créer des qubit, et donc un ordinateur quantique, où l'intérêt est que ces photons intriqués sont plus stables que d'autres solutions utilisées (ions...).
Elle a créé la startup quandela pour développer cette piste.
Pour en savoir plus sur les boites quantiques utilisées pour produire des photons uniques, il y a par exemple cet article wikipedia :
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_dot_single-photon_source
Et aussi cet autre article wikipedia sur les qubit optique :
https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_optical_quantum_computing
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Un des grands intérêts est de pouvoir produire des photons uniques à des longueur d'onde télécoms (~1500nm), pouvant être manipulés en utilisant des fibres optiques monomodes. Cela, c'est plus en rapport avec le sujet du forum.
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C'était une synthèse de ma part.
Dans ton lien Wikipédia :
" Grangier, Philippe; Roger, Gerard; Aspect, Alain (1986). "Experimental evidence for a photon anticorrelation effect on a beam splitter: a new light on single-photon interferences". EPL (Europhysics Letters). 1 (4): 173. Bibcode:1986EL......1..173G. CiteSeerX 10.1.1.178.4356. doi:10.1209/0295-5075/1/4/004"
Il y a beaucoup d'autres applications liées, à l'optique mais pas uniquement, à d'autres algorithmes, à la cryptographie, à l'informatique au sens large, etc.
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Dans ton lien Wikipédia (j'avais survolé les références):
Référence 6
Senellart, P.; Solomon, G.; White, A. (2017). "High-performance semiconductor quantum-dot single-photon sources". Nature Nanotechnology. 12 (11): 1026–1039. Bibcode:2017NatNa..12.1026S. doi:10.1038/nnano.2017.218. PMID 29109549.
Si vous souhaitez suivre l'actualité, tous les intervenants sont des sommités du domaine.
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Oui, enfin, je sais d'expérience que ce genre de table ronde est ultra vulgarisée, évite les détails techniques, et surtout les nombreuses difficultés techniques qui font qu'à mon avis un ordinateur quantique généraliste et capable de remplacer nos bons vieux ordinateurs est encore très loin. Il y a beaucoup de hype sur le sujet. On en est à quelques dizaines de qubits, alors qu'il en faudrait des millions. Les qubits sont très instables et il faut trouver des solutions pour corriger les erreurs etc...
Pour avoir un peu plus de recul, et avoir une vision des différentes technologues envisagées pour développer un ordinateur quantique, je conseille cette video youtube de la physicienne allemande Sabien Hossenfelder, au franc parler bien connu :
https://www.youtube.com/watch?v=OGsu5MIzruw&t=439s
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Cette vidéo est elle aussi très vulgarisatrice, elle effleure pour Microsoft les quasi-particules Fermions de Majorana, évoque les principaux gros acteurs industriels.
Elle évoque brièvement les problèmes de décohérence, principale source d'erreurs.
La table ronde, c'est d'un autre niveau. :)
Les enjeux stratégiques derrière sont bien plus important que d'avoir un ordinateur quantique à la maison.
Tous les meilleurs laboratoires du monde entier travaillent sur le sujet.
https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/07/harvard-led-physicists-create-256-qubit-programmable-quantum-simulator/
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La piste des fermions de Majorana (en fait de quasi-particules), a été il me semble abandonnée.
https://www.nature.com/articles/d41586-021-00954-8
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Cela ressemble plus à un pamphlet sur les méthodologies et organes de publication, ce papier.
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Non, ce n'est pas un pamphlet. c'est simplement de nouvelles études ont montré que le signal semblant devoir être le signe d'un pseudo fermion de Majorana, n'en était finalement pas un, et donc que les groupes qui travaillaient dessus pour faire des qubits n'avaient en fait rien. Microsoft, qui travaillait dessus, s'est rétracté.
https://phys.org/news/2021-03-setback-majorana-fermion-microsoft-team.html
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Et tu imagines que au vu de la vidéo, j'ai appris que c'était de fermions que Microsoft essayait d'utiliser ? :)
Il y a beaucoup d'annonces de différents acteurs essayant de s'engouffrer sur la partie "hardware".
Ceux ayant un outil assez aboutis en utilisation, ce sont IBM avec leur simulateur Qiskit, Atos n'est pas évoqué dans ta vidéo, Thierry Breton lorsqu'il en était encore président à lancé un beau programme.
Il y a tout un écosystème français à suivre de très prêt, on a de belles pépites.
* Alice&Bob
* Quandela
* Quantonation ( pour le financement )
Une chaire a été ouverte au Collège de France par Frédéric Magnier, les cours sont accessibles en ligne sur le site du collège de France.
C'est un sujet que beaucoup auraient tord de négliger. Certains restent sceptiques, et pas des moindres Serge Harroche reste sceptique et très prudent sur le sujet.
En tout état de cause c'est un sujet intellectuellement passionnant. Pour la partie"logicielle" c'est assez accessible avec un minimum de bagages scientifique, pour la partie "hardware" cela deviens un peu plus difficile.
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01TV ouvre un thème dédié à l'Informatique Quantique.
Parmi les startup appuyées cités précédemment, la startup Quandela.
Le lien avec la fibre optique est énoncée dans l'interview.
Cela interroge sur les commutateurs actuels, et une éventuelle évolution vers des commutateurs photoniques.
Parmi les annonces, une mise à disposition en open-source d'un "compilateur" de code quantique, dans le cloud avec 6 Qubits.
On sent que lex et yack vont encore servir.
https://lafibre.info/images/doc/201705_lex_yacc_tutorial.pdf
Avec toute cette frénésie sur le thème, malheureusement cela de plus en plus compliqué d'avoir un slot de calcul sur les machines IBM et leur environnement.
https://www.youtube.com/watch?v=1AYAvTGs15E&t=2540s
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Vous allez me dire, c'est bien cela me fait une belle jambe.
A quoi ça sert ?
Une des premières simulation de molécules (sur environnement IBM casablanca, pièce jointe ):
"In this communication we provided a simple model and
the first application of quantum simulation to pharmaceutically interesting chemical systems."
On utilise Dirac (avec beaucoup de simplification de modélisation, vraisemblablement le modèle sera amélioré avec la croissance du nombre de Qubit) d'un Hamiltonien du système, et on fait passer le modèle dans le VQE (Variational Quantum Eigensolver), la partie qui m'intéresse le plus, avec la modélisation (le reste je laisse cela aux chimistes).
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Projet pour loi de finances.
https://www.elysee.fr/emmanuel-macron/2022/01/20/compte-rendu-du-conseil-des-ministres-du-jeudi-20-janvier-2022
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Pascal, l'une des pépites françaises cités précédemment à enfin sorti son outil (je ne l'ai pas encore essayé, cela ne saurait tarder):
https://unitary.fund/posts/pulser_qutip.html
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Hier se tenais à la Tour Eiffel, le premier France Quantum conférence.
Tout l'écosystème français autour du quantique y était représenté, autour de Alain Aspect pour fêter les 40 ans de la fameuse expérience de test de l'inégalité de Bell, ayant valu son prix Nobel à Alain Aspect.
A cette occasion, une des startup du Quantique en France, Quandela , a annoncé conjointement avec Octave Klaba et Jean Michel Paulin de OVHCloud, un partenariat, de mise sur le cloud de OVH, l'outil de Quandela " Perceval".
Perceval, un "framework" de simulation. Je vous invite à y jeter un œil, si vous souhaitez être parmi les pionner de l'utilisation de ces outils.
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Tout l'écosystème français autour du quantique y était représenté, autour de Alain Aspect pour fêter les 40 ans de la fameuse expérience de test de l'inégalité de Bell, ayant valu son prix Nobel à Alain Aspect.
Bah non, il le mériterait peut-être, mais il ne l'a pas eu.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Alain_Aspect
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Bah non, il le mériterait peut-être, mais il ne l'a pas eu.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Alain_Aspect
Je me pose même la question de pourquoi je continue à alimenter ce fil, tu es le seul à suivre.
Mais bon, venant du C2N d'Orsay, cela ne m'étonne pas. ;D
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Tout le monde a certainement entendu parlé du salon Vivatech, le grand évènement de ce mois de Juin.
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Le petit dernier arrivé dans le panel de suivi de l'écosystème Français.
Une technologie à nanotube de carbone.
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Suite de notre périple au sein de l'écosystème Français.
Avec Alice & Bob (une question de chats )
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Perceval, un "framework" de simulation. Je vous invite à y jeter un œil, si vous souhaitez être parmi les pionner de l'utilisation de ces outils.
Cambridge a élaboré un site de tutoriels d'utilisation d'environnement de Quiskit et maintenant d'utilisation de "Perceval"
Son implémentation :
https://quantumcomputinguk.org/tutorials/optical-quantum-computing-with-perceval
Un exemple de programmation avec le framework:
https://quantumcomputinguk.org/tutorials/photonic-quantum-computing-with-perceval-2-z-gate-using-phase-shifter
Ces thèmes sont très "à la mode" actuellement, on lit un peu de tout et n'importe quoi sur le sujet, surtout du n'importe quoi d'ailleurs.
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Tous connaissent, au moins de nom, les algorithmes de cryptage/décryptage RSA etc et de Hashage MD5 etc
On sait que avec des ordinateurs quantiques, algorithme de SHOR et autres, basé sur les nombres premiers, ces clefs de cryptage seraient "atteignables" en temps machine à valeur contrainte.
La France et les organismes de recherche ( j'en profite pour saluer le nouveau Médaille Fields Français 2022) on été sélectionné des algorithmes par le NIST américain de l'école de mathématique française.
"For general encryption, used when we access secure websites, NIST has selected the CRYSTALS-Kyber algorithm. Among its advantages are comparatively small encryption keys that two parties can exchange easily, as well as its speed of operation.
For digital signatures, often used when we need to verify identities during a digital transaction or to sign a document remotely, NIST has selected the three algorithms CRYSTALS-Dilithium, FALCON and SPHINCS+ (read as “Sphincs plus”). Reviewers noted the high efficiency of the first two, and NIST recommends CRYSTALS-Dilithium as the primary algorithm, with FALCON for applications that need smaller signatures than Dilithium can provide. The third, SPHINCS+, is somewhat larger and slower than the other two, but it is valuable as a backup for one chief reason: It is based on a different math approach than all three of NIST’s other selections.
Three of the selected algorithms are based on a family of math problems called structured lattices, while SPHINCS+ uses hash functions. The additional four algorithms still under consideration are designed for general encryption and do not use structured lattices or hash functions in their approaches."
https://www.nist.gov/news-events/news/2022/07/nist-announces-first-four-quantum-resistant-cryptographic-algorithms
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Pour une implémentation de l'algorithme de Shor :
Learn how to create a web application that can factor numbers using Shor's algorithm on IBM quantum computers
https://quantumcomputinguk.org/tutorials/how-to-create-a-web-application-that-factors-numbers-using-shors-algorithm
Ce site édité par Cambridge, est une pépite à l'apprentissage. :)
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Les protagonistes de l'école Mathématique Française
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Pour les algorithmes soumis à une nouvelle étape de standardisation
Pour poursuivre l’étude de pistes alternatives de standardisation, une nouvelle étape a été annoncée dans le concours NIST, à laquelle participent deux algorithmes d’établissement de clé et de chiffrement à clé publique, BIKE et HQC, dans lesquels participent notamment Philippe Gaborit, professeur à l’Université de Limoges et membre du laboratoire XLIM (CNRS/Université de Limoges), Olivier Blazy, professeur à l’École polytechnique et membre du Laboratoire d’Informatique de l’École polytechnique (LIX - CNRS/Institut Polytechnique de Paris) et Gilles Zémor, professeur à l’Université de Bordeaux, membre de l'Institut de mathématiques de Bordeaux (IMB - CNRS/Institut Polytechnique de Bordeaux/Université de Bordeaux).
[edit]
M.A.J
[/edit]
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Un petit tour du côté du code :
https://pq-crystals.org/
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Peut être ne connaissez vous pas Dashlane ( un gestionnaire de mots de passe).
Il se trouve que j'ai travaillé avec son Directeur Technique auparavant, un ami Centralien, dans une carrière professionnelle passée.
La cryptographie est au coeur de son Business, implémentation :
https://blog.dashlane.com/lets-get-ready-for-post-quantum-cryptography-in-dashlane/
Implémentation :
https://dashlane.github.io/pqc.js/
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Intervenants de l'écosystème français, conférence de Juin à la tour Eiffel, en ligne :
https://www.francequantum.fr/sessions
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Hier se tenais à la Tour Eiffel, le premier France Quantum conférence.
Tout l'écosystème français autour du quantique y était représenté, autour de Alain Aspect pour fêter les 40 ans de la fameuse expérience de test de l'inégalité de Bell, ayant valu son prix Nobel à Alain Aspect.
Bah non, il le mériterait peut-être, mais il ne l'a pas eu.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Alain_Aspect
Et bien c'est chose faite, le prix Nobel de Physique 2022 est donc décerné à Alain Aspect (entre autres).
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Etant passé par Cachan et Orsay, je lui dois cet hommage :
https://lejournal.cnrs.fr/articles/alain-aspect-prix-nobel-de-physique-2022
« C’est notre devoir de faire circuler un peu de savoir dans la société, ne serait-ce que parce qu’elle nous finance, mais surtout pour que la science soit considérée comme une partie intégrante de la culture de l’honnête homme... »
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Pas trop tôt !
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Et bien c'est chose faite, le prix Nobel de Physique 2022 est donc décerné à Alain Aspect (entre autres).
Oui, effectivement, il avait fait de très belles expériences dans les années 70, avec des paires de photons intriqués (paire de photons produit à partir d'un état de spin 0, donc la somme des spins était forcément +1-1). Mais selon la mécanique quantique, avant de faire la mesure, on ne peut spécifier lequel est +1 et l'autre -1. Et il avait montré le premier qu'en mesurant le spin de l'un, et de l'autre, à une telle distance et dans un temps assez court pour qu'aucun signal n'ait pu passer à la vitesse de la lumière de l'un à l'autre, lorsque l'on mesurait par exemple +1 pour l'un, aussitôt l'autre pasait dans l'état -1, comme si il savait que l'autre avait été mesuré. Donc que l'état des deux photons intriqués était un système non local.
En faisant la mesure dans différentes directions de polarisations, il avait montré que ces mesures violaient les inégalités de Bell. Les inégalités de Bell devaient être respectées en cas variables cachées (on a apparemment en mécanique quantique des mesures probabilistes parce que l'on ne connait pas certaines variables cachées du système), et violées dans l'interprétation classique de la mécanique quantique, qui était donc vérifiée. Les théories à variables locales étaient donc exclues.
Mais le caractère non local de la mécanique quantique, mis en évidence dans le paradoxe EPR (Einstein Podolsky Rosen), qu'Eintien ne pouvait admettre, se trouvait confirmé.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_EPR
D'autres depuis ont amélioré ces expériences, en faisant parcourir aux photons intriqués de plus grandes distances, pour mieux exclure encore tout type d'interaction possible à la vitesse de la lumière.
Il n'est pas évident de recevoir un prix Nobel sur des questions d'interprétation de la mécanique quantique, qui sont considérées en physique comme un peu douteuses, c'est pour cela que cela a pris autant de temps.
Mais au delà de cela, c'est effectivement l'informatique quantique que ce prix Nobel a commencé à récompenser, qui utilise des états intriqués, les qubits, ou d'autres types d'utilisation des états quantiques intriqués, qu'il avait été l'un des premiers à mettre en évidence expérimentalement.
Le trio est récompensé « pour ses expériences avec des photons intriqués, établissant les violations des inégalités de Bell et ouvrant une voie pionnière vers l’informatique quantique », selon le jury Nobel.
https://www.lemonde.fr/international/article/2022/10/04/le-prix-nobel-de-physique-2022-attribue-au-francais-alain-aspect-a-l-americain-john-clauser-et-a-l-autrichien-anton-zeilinger-pour-leurs-travaux-sur-la-revolution-quantique_6144338_3210.html
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Un autre lien intéressant, wikipedia, plus directement lié aux expériences d'Alain Aspect :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_d%27Aspect
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Comme on est jamais aussi bien servi que par l'auteur lui même :
https://www.cea.fr/multimedia/Documents/publications/clefs-cea/CLEFS66-FR-FINAL.pdf#page=6
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L'explication au sein de l'IHES par Alain Aspect :
L'auditoire est à minima composé de Cédric Villani ( Médaille Fields) , Serge Haroche ( Prix Nobel) les deux ayant posé des questions.
https://www.youtube.com/watch?v=1YhUvCnQPVg
Son cours à l'écôle Polytechnique de mécanique quantique et sur les photons uniques était accessible en ligne pour ceux intéressés, il complète le cours de Manuel Joffre sur l'optique non linéaire.
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Quizz :
Dans quelle startup, déjà évoquée dans un de mes post précédents, Alain Aspect est il un des co-fondateurs ?
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On a la chance d'avoir les informations des dernières découvertes scientifiques, expliquées par leurs découvreurs.
On a vraiment beaucoup de chance actuellement à notre époque.
https://www.youtube.com/watch?v=WxF5UU6-9dU
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Alain Aspect : Intrication quantique et inégalités de Bell [Interview complète]
https://www.youtube.com/watch?v=OeZ_63iKPho (https://www.youtube.com/watch?v=OeZ_63iKPho)
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Hier se tenais à la Tour Eiffel, le premier France Quantum conférence.
Tout l'écosystème français autour du quantique y était représenté, autour de Alain Aspect pour fêter les 40 ans de la fameuse expérience de test de l'inégalité de Bell, ayant valu son prix Nobel à Alain Aspect.
A cette occasion, une des startup du Quantique en France, Quandela , a annoncé conjointement avec Octave Klaba et Jean Michel Paulin de OVHCloud, un partenariat, de mise sur le cloud de OVH, l'outil de Quandela " Perceval".
Perceval, un "framework" de simulation. Je vous invite à y jeter un œil, si vous souhaitez être parmi les pionner de l'utilisation de ces outils.
Je vous avais fait part en avant première de "Perceval", voici un article de vulgarisation dans un magazine grand public.
https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/quantique/quandela-le-premier-ordinateur-quantique-europeen-est-disponible-sur-le-cloud_167638
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Vulgarisation :
https://www.bfmtv.com/economie/replay-emissions/tech-and-co/la-quantique-ovhcloud-fixe-le-cap-pour-la-prochaine-generation-de-cloud-de-confiance-durable-16-11_VN-202211170063.html
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Je dois dire d'abord que mettre des liens sans aucune explication autre que "vulgarisation" n'a à mon avis aucun intérêt. Il faut expliquer un minimum de quoi il s'agit et pourquoi un lecteur du forum pourrait trouver intéressant de le suivre et ce qu'il pourrait y apprendre. On l'a déjà assez reproché à d'autres sur ce forum.
Le lien pointe donc sur une interview de BFM Business (c'est une vidéo), que j'ai entendue hier soir à la radio. Ce n'est pas de la vulgarisation, c'est du pure hype, complétement creux, sans aucune information qui permettrait de mieux comprendre le sujet. Le mot qubit n'est même pas prononcé, cela doit être considéré comme un gros mot trop technique pour les auditeurs. Le journaliste interviewe Fanny Bouton, qui est directrice du programme startup chez OVH, Christophe Legrand, responsable vente "Monde" (rien de moins) de la startup Pasqal (la réponse au quizz en haut de la page), qui développe des qubits sur la solution des atomes froids, et Valerian Giesz, co-fondateur de la startup Qandela, qui développe elle des qubits sous la forme de photons intriqués.
D'après ce que j'ai entendu (ailleurs), Pasqal promet un prototype d'ordinateur quantique à 400 qubit pour fin 2023. Google et autres en sont actuellement à environ 50. Le froid des atomes froids,c'est du l'ordre du kelvin, donc ~-270 °C, c'est à dire une énorme machinerie pour tenir les atomes à cette température, à base d'helium liquide. On n'est pas prêt d'avoir cela dans son salon..
Qandela, ce sont donc des photons, qui sont comme le dit Valerian Giesz, sans masse et neutres électriquement, donc peu d’interactions avec la matière qui briseraient l'intrication, et stables dans le temps, pouvant être manipulés avec des fibres optiques. L'autre avantage est de fonctionner à température ambiante, donc là, on pourrait l'avoir dans le salon. Par contre, il est difficile de construire un ordinateur quantique à un grand nombre de qubits optiques, ils en sont à 5 actuellement. Pour rappel, on considère qu'il faudrait de l'ordre d'un million de qubits pour avoir un ordinateur quantique qui fasse des choses utiles.
Dans le lien du post au-deesus, au sujet de Qandela, on trouve :
Notre technologie est basée sur le photon, particule élémentaire de lumière. Cela veut dire que nos qubits sont photoniques. L'avantage, c'est que le photon n'a pas de masse ni de charge. Cette particularité lui permet de conserver l'information quantique de façon quasiment infinie. Autre avantage, les processeurs peuvent être très facilement interconnectés entre eux, via des fibres optiques. Cela permet de faire des matériaux qui ont des tailles adaptées". Scientifiques, industriels et entreprises peuvent accéder à plusieurs processeurs photoniques pour des calculs allant jusqu’à 5 qubits photoniques. Et demain ? Quandela vise 12 qubits disponibles en ligne fin 2023. Chaque qubit photonique supplémentaire double la puissance de calcul de l’ordinateur quantique.
Pour situer le contexte de la bibliothèque de simulation Perrceval de Qandela, il faut savoir que malheureusement, l'efficacité de détection des photons n'est pas parfaite, ils étaient à 35% en 2021, et on atteint maintenant 70%, mais semble-t-il sans perspective claire de comment améliorer cette efficacité. Mais avec 2 photons sur 3, ils espèrent mettre au point des algorithmes qui corrigent les erreurs dues à ces pertes de photon. C'est l'objet de cette bibliothèque Perceval de permettre de travailler sur ces algorithmes.
A ce propos, je conseille de lire l'articles nettement plus informatif de l'usine nouvelle, de Juin 2021 :
https://www.usinenouvelle.com/article/quandela-mise-sur-les-photons-uniques-pour-le-calcul-quantique.N1808047
Quandela mise sur les photons uniques pour le calcul quantique
Manuel Moragues, 10 Juin 2021 \ 16h30
...
« Ce qui limite la possibilité de réaliser du calcul quantique avec un dispositif photonique, ce sont les pertes optiques – c’est-à-dire les photons perdus –, qui ont lieu principalement au niveau de l’émetteur. Or notre technologie d’émission de photons uniques est très efficace. C’est notre force, ce qui fonde nos ambitions dans le calcul », résume le PDG (ie Valerian Giesz). Utilisant des « quantum dots », ou boîtes quantiques, nanostructures de semiconducteurs aux propriétés intermédiaires entre l’atome et le matériau massif, la technologie de Quandela atteint aujourd’hui près de 35 % d’efficacité.
Efficacité visée de 65% pour permettre la correction d'erreurs
« Nous sommes partis de moins de 10 % et nous travaillons à aller au-delà de 65 %. Scientifiquement, rien ne nous empêche d’y arriver. » Ce seuil de 65 % n’est pas anodin. « À partir de 2 photons sur 3 bien transmis, on sait que l’on peut commencer à implémenter des codes de correction d’erreurs cruciaux pour les calculs. » Après une levée de fonds de 1,5 million d’euros en 2020, Quandela compte lever 25 à 30 millions d’euros en 2021, et encore autant pour parvenir à l’horizon de cinq à six ans à un véritable calculateur optique, reconfigurable (donc polyvalent) et intégrant la correction d’erreurs.
Tout cela pour dire qu'il y a encore beaucoup de challenges techniques sur le chemin de l'ordinateur quantique, et qu'ils ne sont pas déjà là, comme on tente de nous le faire croire, en tout cas sous forme utile.
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Je dois dire d'abord que mettre des liens sans aucune explication autre que "vulgarisation" n'a à mon avis aucun intérêt. Il faut expliquer un minimum de quoi il s'agit et pourquoi un lecteur du forum pourrait trouver intéressant de le suivre et ce qu'il pourrait y apprendre. On l'a déjà assez reproché à d'autres sur ce forum.
Je dois dire que tu as un espace assez grand pour t'exprimer, ouvrir de nouveaux sujet, nous faire part de tes découvertes, connaissances, ou opinions sur différents sujets.
Là j'ai l'impression d'avoir à faire, à la mouche du coche. ;D
Si cela n'a pas l'intérêt pour toi, ce que je peux concevoir, les critiques sont acceptables quand elles sont constructives, si c'est pour déblatérer pour avoir l'impression d'apporter une pierre à l'édifice, ta critique apporte quoi exactement là ? Si ce n'est que donner une opinion ?
J'attends que tu nous apporte tes thèmes d'intérêt personnels, pas que tu tailles des costumes en justicier de ce qui est bien de penser ou pas.
Tes remarques n'ont rien de constructif, cela scélrose les volontés d'expressions. Pas de chance, cela fait longtemps que je passe outre de ce type de considérations, provenant de toi ou tout autre, j'ai passé l'âge d'accepter ce type de remarques provenant de qui que ce soit, en gros ce type de remarques, tu te les gardes.
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Les esprits les plus brillants de notre génération, travaillent à l'aboutissement d'une idée évoquée par un des meilleurs physiciens du XX siècle, celui à qui nous devons les diagrammes de Feynman.
L'idée principale était que pour simuler les phénomènes quantique, il est nécessaire d'avoir un simulateur quantique.
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en gros ce type de remarques, tu te les gardes.
Le message de alain_p me paraissait très mesuré (et instructif), et c'est le tien qui me paraît ne pas l'être du tout.
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Le message de alain_p me paraissait très mesuré (et instructif), et c'est le tien qui me paraît ne pas l'être du tout.
Il ne sait pas de quoi il parle.
Le jour ou il veux mettre le contenu de l'image dans son salon, on en reparle.
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Je parlais de Qandela. Leur "ordinateur quantique", c'est le rack bleu au milieu d'eux. Lui tient dans un salon.
https://bigmedia.bpifrance.fr/portraits/photonique-latout-de-quandela-dans-la-course-a-lordinateur-quantique
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Pour Pasqal, je conseille cet autre article de l'usine nouvelle de Février 2021, pour en apprendre un peu plus sur leur technologie à base d'atome froids (l'illustration de Anonyme au-dessus).
Calcul quantique : Pasqal s'impose dans la cour des grands avec ses atomes froids
À l’aube de son deuxième anniversaire, la start-up française s’apprête à rendre son processeur quantique de 100 qubits disponible dans le cloud. Une ascension fulgurante liée à sa maîtrise de la technologie des atomes froids.
Kevin Poireaut, 08 Février 2021 \ 11h00
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La start-up fondée en 2019 par Georges-Olivier Reymond a opté pour des atomes de rubidium, « un métal alcalin dont les niveaux d’énergie interne, sur lesquels sont encodés nos qubits, sont faciles à mesurer avec des lasers télécoms traditionnels », explique le PDG. La spin-off de l’Institut d’optique (IOGS-CNRS) poursuit ainsi les travaux entamés dans les années 2010 sous la direction d’Antoine Browaeys et de Thierry Lahaye, tous deux conseillers scientifiques de Pasqal.
Atomes de rubidium manipulés dans un piège magnéto-optique
Achetés sous forme d’ampoule en verre, sous vide, à raison de quelques centaines d’euros le gramme – « une quantité suffisante pour travailler pendant un an », assure Georges-Olivier Reymond –, les atomes de rubidium sont placés dans un ultra-vide « de l’ordre de 10-15 atmosphère [10-10 pascals, ndlr], obtenu grâce à une technologie très bien maîtrisée aujourd’hui », ajoute le PDG. Il faut tout d’abord chauffer les atomes pour les vaporiser en « un jet atomique dans lequel ils se déplacent à quelques centaines de mètres par seconde ». Ils sont ensuite ralentis à une vitesse quasi nulle grâce à un faisceau laser, « comme si on envoyait des ballons sur un véhicule qui se rapproche pour le faire ralentir ». Les atomes de rubidium sont ensuite condensés et refroidis à quelques microkelvins au sein d’un piège magnéto-optique. Ils sont isolés un par un, grâce à des pinces optiques formées par un faisceau laser fortement focalisé et démultiplié à l’aide d’un modulateur spatial de phase, qui attire chaque atome de rubidium et les sépare.
Ce procédé permet à Pasqal de créer des registres quantiques – des mémoires – sous la forme de matrices d’atomes reprogrammables à volonté, à une, deux ou trois dimensions. « La forme du registre dépend de l’application pour laquelle on veut utiliser notre machine », indique le fondateur de la start-up. La dernière étape, le calcul, soit l’évolution combinée des qubits du registre, demande de faire interagir ces atomes. À cette fin, chacun d’entre eux est excité optiquement pour être placé dans un état dit « de Rydberg ». Un état où l’un des électrons de l’atome est envoyé orbiter très loin du noyau. Au point que l’atome est comme étiré, avec d’un côté un électron chargé négativement, et de l’autre, le noyau et ses proches électrons formant un ion chargé positivement. Dans cet état de Rydberg, l’atome prend la forme d’un dipôle électrique, ce qui lui permet d’interagir fortement avec ses congénères par interaction dipôle-dipôle.
1 000 qubits à l'horizon 2023
Grâce à cette technologie, la start-up est parvenue à manipuler 100 qubits, qui seront intégrés dans le futur processeur accessible dans le cloud. Pasqal dépasserait ainsi les records atteints dans la filière supraconductrice par Google et IBM et dans celle à ions piégés par IonQ. Toutefois, à l’heure actuelle, ces qubits ne sont utilisables qu’en mode analogique, une méthode de calcul qui consiste à faire converger les atomes vers un état d’énergie minimum pour que le processeur trouve la solution optimale à un problème donné. Proche de celui de recuit quantique développé par le canadien D-Wave, qui a dépassé les 5 000 qubits, ce mode est très différent du calcul numérique, équivalent quantique du calcul classique à base de portes logiques (CNOT, SWAP…), visé par Google et IBM.
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https://www.usinenouvelle.com/article/calcul-quantique-pasqal-s-impose-dans-la-cour-des-grands-avec-ses-atomes-froids.N1809802
Maîtrisant la manipulation d'atomes de rubidium piégés, Pasqal peut créer des registres quantiques – des mémoires – sous la forme de matrices d’atomes reprogrammables à volonté, à une, deux ou trois dimensions.
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Reconnaissance au plus haut niveau.
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Ecosystème en construction, le lien se construit entre tous les acteurs.
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Siquance ... A suivre.
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Question sérieuse : quelle est la finalité de tout ça ?
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Question sérieuse : quelle est la finalité de tout ça ?
Tu peux préciser ta question, c'est une question un peu vague, qu'est-ce que tu entends par "tout ça" ?
J'ai déjà pas compris la question, je vais avoir du mal à y répondre.
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Moi, je pense avoir compris le sens général. La finalité promise, c'est de pouvoir réaliser des calculs, simulations etc..., qui prendraient de l'ordre de ~1 million d'années sur un ordinateur classique, en quelques minutes ou heures. C'est ce que l'on appelle la "suprématie quantique", que certains comme Google ont affirmé avoir atteinte, mais sur des cas très particuliers, pas en général.
En plus, cela dépend des problèmes, certains se prêtent plus ou moins bien à ces calculs "quantiques". Par exemple, la décomposition en nombres premiers d'un grand nombre, qui est utilisée par exemple en cryptographie, se prêterait particulièrement bien à ce type de calcul. C'est pourquoi on dit que l'informatique quantique pourrait briser les codes de cryptographie utilisés couramment aujourd'hui.
Mais il faut développer des algorithmes adaptés, et il faudrait de l'ordre de ~1 millions de qubits, dans un état d'intrication très instable, qui ne dé-cohérent pas, et qu'il n'y ait pas de "réduction du paquet d'onde" prématuré. Aujourd'hui, on en est à ~100 qubits, et il y a plein de challenges à résoudre, par exemple la correction d'erreurs (sur laquelle travaille la startup Alice&Bob).
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Tiens un petit lien sur le blog, backreaction, d'une physicienne bien connue pour sa chaine YouTube, Sabien Hossenfelder, qui a publié récemment une vidéo disant que l'informatique quantique était survendue, et que l'on voyait arriver l'hiver de cette 'hype' (en anglais) :
http://backreaction.blogspot.com/2022/11/quantum-winter-is-coming.html
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Tiens un petit lien sur le blog, backreaction, d'une physicienne bien connue pour sa chaine YouTube, Sabien Hossenfelder, qui a publié récemment une vidéo disant que l'informatique quantique était survendue, et que l'on voyait arriver l'hiver de cette 'hype' (en anglais) :
C'est la physicienne d'un de tes liens précédents, elle ne m'avait pas convaincu sur le dernier lien youtube que tu m'avais donné, je vais réitérer l'expérience.
Il existe des sceptiques, et pas des moindres, Serge Haroche reste prudent sur le sujet.
Par contre toutes les autres startup ne sont pas des "bulles d'écoles de commerce".
Tu devrais tout de même étudier toutes les nouvelles portes quantiques introduites aux portes logiques actuelles de l'informatique classique booléenne.
Comprendre l'utilisation de la sphère de block, et comment se déroule un algorithme sur cette sphère, la modélisation de toutes les portes sur cette sphère, l'évolution d'un algorithme quantique. Même si un ordinateur physique prends du temps à dépasser toutes les étapes technologiques, les algorithmes eux existent déjà.
On en est à l'étape de la construction de CPU de l'ère de l'informatique classique, le coeur avec une ALU ( Unité arithmétique et logique) constitué de transistors, cette strate physique est encore en arbitrage entre ions piégés, photons, ou substrats. Il y a toute la partie d'algèbre linéaire à étudier, comme pour Ada et la construction d'algorithmes sur papier alors que l'ordinateur classique n'existait pas encore.
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Question sérieuse : quelle est la finalité de tout ça ?
quoiqu'elle soit, si ca réussi, on devra changer tout nos systèmes cryptographiques existants...
On s'y prépare déja depuis longtemps: https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography
Les US avec leur NIST (en gros le "bureau de normalisation") on mis en place un concours mais n'a toujours pas de standard. En juillet 2022, on est au 4eme tour de sélection et il ne restait que 4 candidats (https://en.wikipedia.org/wiki/NIST_Post-Quantum_Cryptography_Standardization#Round_four). mais un s'est fait éliminer rapidement (SIKE).
Deja que comprendre les cryptos actuels ce n'est pas simple mais celles-ci c'est le mal de tête garanti...
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quoiqu'elle soit, si ca réussi, on devra changer tout nos systèmes cryptographiques existants...
Non, c'est exagéré, certains systèmes à clé non publique sont à priori à l'abri de l'informatique quantique.
Voir ce sujet wikipedia :
In contrast to the threat quantum computing poses to current public-key algorithms, most current symmetric cryptographic algorithms and hash functions are considered to be relatively secure against attacks by quantum computers.[2][7] While the quantum Grover's algorithm does speed up attacks against symmetric ciphers, doubling the key size can effectively block these attacks.[8] Thus post-quantum symmetric cryptography does not need to differ significantly from current symmetric cryptography.
https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography
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Il existe des sceptiques, et pas des moindres, Serge Haroche reste prudent sur le sujet.
Effectivement :
Serge Haroche : « La France a pris du retard ! L'effort sur la science a trop ralenti »
Prix Nobel de physique 2012 pour ses travaux en physique quantique et professeur honoraire au Collège de France, Serge Haroche évoque les espoirs suscités par la deuxième révolution quantique, entre révolution de l'IRM et rêves d'ordinateurs surpuissants, et encourage la France à singulièrement améliorer les conditions de travail des chercheurs.
Par Leïla Marchand Publié le 24 mai 2021 à 09:46Mis à jour le 25 mai 2021 à 15:44
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Qu'est-ce qui nous empêche de passer de la théorie à la pratique ?
Le plus gros obstacle est la fragilité de l'information quantique. Il faut parvenir à contrôler les bits et leur cohérence, faire en sorte que leurs états de superposition ne soient pas détruits par l'interaction avec leur environnement. Aujourd'hui, ce que l'on sait faire, ce sont de petits prototypes, en quelque sorte des jouets, qui permettent de démontrer que les opérations individuelles marchent sur de petits ensembles de particules. Mais pour avoir un système utile, qui batte en puissance de calcul les machines actuelles, il faut remplacer ces quelques dizaines de bits par des dizaines de millions de bits, corriger de façon massive les erreurs. Ca, pour l'instant personne ne sait le faire.
Donc ce n'est pas pour demain…
Ca fait vingt-cinq ans que l'on nous annonce l'ordinateur quantique ! Mais la réalisation d'une machine battant les performances des ordinateurs classiques actuels reste un but lointain dont personne ne peut dire s'il sera vraiment atteint. Il y a une compétition, largement du domaine des relations publiques, entre les grands groupes - Google, Microsoft et IBM - qui inventent des critères particuliers pour dire que leur machine expérimentale est plus performante qu'une autre… Mais ça reste très loin des applications pratiques.
https://www.lesechos.fr/thema/occitanie-quantique/la-france-a-pris-du-retard-leffort-sur-la-science-a-trop-ralenti-1317432
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Tiens un petit lien sur le blog, backreaction, d'une physicienne bien connue pour sa chaine YouTube, Sabien Hossenfelder, qui a publié récemment une vidéo disant que l'informatique quantique était survendue, et que l'on voyait arriver l'hiver de cette 'hype' (en anglais) :
http://backreaction.blogspot.com/2022/11/quantum-winter-is-coming.html
Bien, j'ai lu son article, elle dénonce : "Problem is, a lot of CEOs in industry and the financial sector can’t tell a bra from a ket and believe that quantum computing is actually going to be relevant for their business, and that it’s going to be relevant soon. "
En gros elle dit que bon nombre de décideurs ne connais rien au formalisme de Dirac <|>
Et que comme pour beaucoup d'autres sujets, des charlatans s'engouffre dans la méconnaissance d'un sujet pour vendre de la poudre de perlimpinpin. C'est pas nouveau, et cela ne changera jamais, mais cela n'implique pas qu'il y a tout de même de réelles avancées scientifiques, des fonds alloués "sur le papier" à cet ensemble, et que c'est une bonne chose.
Allouer des moyens à la recherche fondamentale, c'est le meilleur moyen de trouver, devoir financer son travail comme le fait cette "scientifique" par faire payer une discussion avec elle à 50EUR la discussion ( tous, vous me devez beaucoup d'argent ;D ;D )
Toutes les startup et acteurs que j'ai évoqué, sortent des meilleurs établissements et on travaillé avec la lignée du Laboratoire Kessler-Brossel, Claude Cohen Tanoudjy, Serge Haroche, Alain Aspect , excusez du peu, tous prix Nobel de Physique de l'école française. Et cela, c'est pas du "hype".
Petit pavé très important :
Ce que j'y vois personnellement, quand on parle de "IA", on parle essentiellement d'une branche des mathématiques, les statistiques, en gros on récolte un échantillon énorme que l'on subdivise, l'un pour faire une approximation de la loi de probabilité ayant engendré cette distribution, ou statistique, et l'autre pour inférer que la loi extraite approchée, est bien la bonne et que le reste de l'échantillons suit bien cette loi d'inférence, pour ensuite prédire quel que soit l'échantillon, que il se comporte dans cette loi de probabilité.
Et que font ces algorithme quantique ? Ils balayent tout l'espace de solutions, en gros ils balayent tout l'arbre décisionnel et toutes les possibilités, c'est un espace de probabilité gigantesque, il approche un infini, borné sur la sphère de bloch, parce que c'est un point sur cette sphère, il y a une infinité de point sur cette sphère.
Quelle est la beauté de ce sujet ?
Les deux abstractions, la première, les portes quantiques sont toutes représentées sur cette sphère, une porte prends un vecteur d'état du système et le fait "tourner" sur cette sphère amenant le vecteur d'état dans un autre état. On prends un vecteur d'état initial, il passe dans la porte quantique, et se retrouve dans un état final, symbolisé par un vecteur sur la sphère et une rotation sur cette sphère.
La seconde abstraction, le déroulement d'un algorithme quantique dans l'espace des nombres complexes. Un algorithme reviens à décrire le chemin parcouru sur cette sphère du vecteur d'état initial.
Ce petit pavé, est très important pour la compréhension de l'informatique quantique, c'est un travail que compréhension que vous devez faire, mais après l'avoir fait, vous touchez du doigt l'essence même de l'informatique quantique.
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Communication Ministère des affaires étrangères :
La France transmet son premier message diplomatique en cryptographie post quantique.
L’ambassade de France aux États-Unis a envoyé à Paris son premier message diplomatique chiffré grâce à une nouvelle génération de cryptographie, dite post quantique, ayant pour objectif de résister aux capacités de déchiffrage d’un ordinateur quantique.
💻 Un ordinateur quantique sera bientôt en capacité de casser les algorithmes de cryptographie utilisés aujourd’hui : il est donc indispensable de développer et maîtriser les technologies de cryptage permettant de protéger, à l’avenir, les communications sensibles.
Le message diffusé ce 30 novembre 2022 a permis de transmettre le mémorandum signé ce même jour entre la ministre de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, Sylvie Retailleau, et la Docteure Arati Prabhakar, directrice de l’Office of Science and Technology Policy (OSTP) des États-Unis, visant à soutenir les projets de coopération entre la France et son partenaire américain sur le quantique.
Ce mémorandum s’inscrit dans le cadre du plan Quantique annoncé par le président de la République Emmanuel Macron en janvier 2021. Il fait suite aux conclusions du G7 de Munich du 28 juin 2022 qui encouragent les nations du G7 à coopérer sur les enjeux stratégiques de développement des industries quantiques et des solutions de cryptographie post quantique.
Pour cette expérimentation, réalisée à l’occasion de la visite d’État du Président Emmanuel Macron aux États-Unis, le Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères s’est appuyé sur les travaux de la startup CryptoNext Security, entreprise issue des travaux de recherche d’Inria, du CNRS - Centre national de la recherche scientifique et de Sorbonne Université et qui développe des solutions de cryptographie post-quantique.
Le plan quantique français bénéficie d’1,8 milliard d’euros de France 2030. Il comporte un volet de 150 millions d’euros destiné à concevoir des méthodes cryptographiques résistant à l’ordinateur quantique.
Face à cette menace systémique, l’initiative préfigure l’évolution des infrastructures numériques critiques en France. Prenant en compte ce contexte technologique et l’environnement international actuel, le Gouvernement français présentera, d’ici la fin du premier trimestre 2023, un premier plan d’action, intégrant une méthodologie et un calendrier de migration vers la cryptographie post quantique de ces infrastructures critiques.
Le plan d’action visera à organiser la migration vers la cryptographie post quantique. Il permettra aussi d’affirmer l’avance de la France sur ce sujet, en tenant compte des enjeux de sécurité, de technologie et de maîtrise industrielle. Pour favoriser cette dynamique industrielle, ce plan devra aussi s’inscrire dans une cohérence d’action européenne.
Fabien Fieschi Jean-Charles Faugere
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Communication Pasqual :
New paper is out! Very excited to share our latest research from PASQAL about Graph Machine Learning (GML) on Neutral Atoms (https://lnkd.in/ecPhGtds)
What's GML?
In many fields such as chemistry, bioinformatics, social network analysis or computer vision, data has an inherent graph structure (think complex protein-protein interaction graphs). GML consists in finding a clever representation of these graphs to learn and extract information from their structure.
What did we do?
1. By encoding graphs with individual atoms and applying cool quantum dynamics to them, we created a quantum representation of these graphs (real photo of the graph as a bunch of atoms 👇)
3. We tested our QML approach on a real dataset and trained our model to predict the toxicity of 286 different molecules.
4. While we did not achieve crazy scores compared to classical ML methods, we show that our method creates a rich feature space that cannot be reproduced by classical computers.
Is this cool?
It's the first time in the world (!!) that a graph-QML model is deployed on an actual quantum computer made of neutral atoms. This project put together a dozen scientists (experimental and theorists) and skilled engineers for over a year. A huge thanks to the whole team Boris Albrecht Lucas Leclerc Luis Ortiz Gutiérrez Slimane Thabet Mauro D'Arcangelo Vincent Elfving Lucas Lassablière Henrique Silvério Bruno Ximenez Louis-Paul Henry Adrien Signoles and Loïc Henriet
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Délégation Française du Quantum Computing aux US
Aller, on hisse lafibre.info comme acteur. :)
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J'ai traduit l'article de Sabien Hossenfelder dont je parlais plus haut, avec l'aide de Google Traduction pour aller plus vite, et quelques corrections de ma part.
Elle évoque le même genre de problèmes que souligne Serge Haroche, mais avec bien plus de détails. Cela peut intéresser certains qui n'ont pas envie de lire un long article en anglais. Je n'ai pas tout repris, mais seulement la fin où elle parles des problèmes de la technologie. Pour comprendre certaines de ses remarques, il faut savoir que dans le milieu de la physique, Sabien Hossenfelder est connue pour être assez sarcastique.
http://backreaction.blogspot.com/2022/11/quantum-winter-is-coming.html
Saturday, November 05, 2022
Quantum Winter Is Coming
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Parlons maintenant des problèmes. Il y a d'abord les qubits. Les produire n'est pas le problème, en effet il existe de nombreuses manières différentes de produire des qubits. J'ai passé en revue les avantages et les inconvénients de chaque approche dans une vidéo précédente, alors regardez la si vous voulez en savoir plus. Mais un problème général avec les qubits est la décohérence, ce qui signifie qu'ils perdent rapidement leurs propriétés quantiques.
Les systèmes actuellement les plus développés sont les qubits supraconducteurs et les pièges à ions. Les qbits supraconducteurs sont utilisés par exemple par IBM et Google. Pour qu'ils fonctionnent, ils doivent être refroidis à 10-20 milli Kelvin, c'est plus froid que l'espace inter-sidéral. Même ainsi, ils décohérence dans les 10emes de micro-secondes.
Les pièges à ions sont utilisés par exemple par IonQ et Honeywell. Ils doivent « seulement » être refroidis à quelques Kelvin au-dessus du zéro absolu. Ils ont des temps de cohérence beaucoup plus longs, jusqu'à quelques minutes, mais ils sont également beaucoup plus lents à réagir aux opérations, il n'est donc pas clair a priori quelle approche est la meilleure.
Je dirais qu'elles sont toutes les deux aussi mauvaises. Le refroidissement n'est pas seulement coûteux et énergivore, il nécessite beaucoup d'équipement et il est difficile de l'adapter à des ordinateurs quantiques plus grands. Il semble qu'IBM essaie de le faire en battant des records du monde dans la construction de grands conteneurs cryogéniques. Je suppose que si le truc avec l'informatique quantique ne marche pas, ils peuvent les louer pour que les gens se fassent congeler la tête.
Certains qubits fonctionnent à température ambiante, les plus prometteurs étant actuellement les systèmes de lacunes d'azote et la photonique sur puce. Cependant, pour les deux, aucun ordinateur quantique fonctionnel n'existe à ce jour et on ne sait même pas quels peuvent être les défis, et encore moins comment les surmonter.
Le prochain plus gros problème est de combiner ces qubits. Encore une fois, le problème est que les effets quantiques sont fragiles, de sorte que l'ordinateur quantique est extrêmement sensible au bruit. Le bruit apporte des erreurs. Vous pouvez les corriger dans une certaine mesure, mais cette correction d'erreur nécessite plus de qubits.
Plus de qubits posent des problèmes en eux-mêmes, par exemple, ils ont tendance à ne pas être aussi indépendants qu'ils le devraient, un problème connu sous le nom de "diaphonie". C'est un peu comme si vous essayiez d'écrire tout en déplaçant vos pieds en cercles. Cela devient vraiment difficile. Les états des qubits dérivent également si vous les laissez sans surveillance. En effet, c'est un peu un mystère pour le moment ce que fait un ordinateur quantique si vous ne calculez pas avec lui. C'est comme s'il était difficile de calculer ce que fait un grand système quantique. Peut-être pouvons-nous le mettre sur un ordinateur quantique ?
Et enfin, il y a la question des algorithmes : peu d'algorithmes pour les ordinateurs quantiques sont connus, une question qui passe souvent sous silence car tout le monde se concentre sur la technologie. Wikipedia a utilement une liste d'algorithmes
quantiques. C'est court. Plusieurs de ces algorithmes ne calculent rien d'utile en pratique, et pour certains, on ne sait pas s'ils conduisent à une accélération.
Comme le montre clairement ce bref résumé, les défis sont énormes. Mais où en est la technologie ? Les plus grands ordinateurs quantiques actuels ont entre 50 et 100 qubits, bien qu'IBM ait une feuille de route indiquant qu'ils veulent atteindre le millier l'année prochaine. Deux approches différentes ont démontré un "avantage quantique", c'est-à-dire qu'elles ont effectué un calcul plus rapidement que l'ordinateur conventionnel actuellement le plus rapide aurait pu le faire. Cependant, dans ces démonstrations d'avantage quantique, les appareils exécutaient des algorithmes qui ne calculaient rien d'utile.
Le calcul "utile" record pour les ordinateurs quantiques est la factorisation des nombres premiers de 21. C'est le nombre, pas le nombre de chiffres. Oui, la réponse est 3 fois 7, mais si vous le faites sur un ordinateur quantique, vous pouvez le publier dans Nature. Au cas où vous seriez impressionné par cet accomplissement, permettez-moi de préciser que faire ce calcul avec l'algorithme standard et la correction d'erreur est bien au-delà de la capacité des ordinateurs quantiques actuels. Ils ont en fait utilisé un algorithme simplifié qui fonctionne pour ce nombre en particulier.
Pour être juste, il y a eu quelques applications astucieuses d'algorithmes quantiques pour des exemples simples en chimie quantique et en apprentissage automatique, mais rien de tout cela n'est même proche d'être commercialement intéressant.
De combien de qubits avez-vous besoin pour qu'un ordinateur quantique fasse quelque chose d'intéressant commercialement ? Les estimations actuelles indiquent qu'il s'agit de plusieurs centaines de milliers à quelques millions de qubits, en fonction de ce que vous voulez calculer et de votre tolérance aux erreurs.
De nombreux passionnés d'informatique quantique affirment que nous y arriverons rapidement grâce à la loi de Moore. Malheureusement, je dois vous informer que la loi de Moore n'est pas une loi de la nature. Cela fonctionnait pour les ordinateurs conventionnels car ceux-ci pouvaient être miniaturisés. Cependant, vous ne pouvez pas miniaturiser les ions ou la longueur d'onde Compton des électrons. Ils sont déjà aussi petits que possible. La nature est parfois une garce.
Au cours des dernières années, il y a eu du bruit autour des ordinateurs quantiques de taille intermédiaire bruités, ou NISQ en abrégé. Ce sont de petits ordinateurs quantiques dans lesquels vous acceptez simplement le bruit, un peu comme les commentaires YouTube. Mais personne ne semble avoir trouvé quoi que ce soit d'utile à faire avec eux et le battage médiatique autour d'eux s'est sensiblement calmé récemment.
Je suppose que vous comprenez maintenant pourquoi je suis extrêmement sceptique quant à la proximité d'applications commercialement pertinentes des ordinateurs quantiques. Mais écoutons ce que d'autres personnes disent.
Il y a par exemple Mikhail Dyakonov, un prof de physique qui a travaillé sur les choses quantiques bien plus longtemps que moi. Il a écrit un livre qui a été publié en 2020 sous le titre « Will We Ever Have a Quantum Computer ? Il n'a que 49 pages, ce qui se passe si vous acceptez d'écrire un livre mais que vous remarquez ensuite que vous préférez faire autre chose. Il termine en répondant à sa propre question :
« Non, nous n'aurons jamais d'ordinateur quantique. Au lieu de cela, nous pourrions avoir des dispositifs quantiques
spéciaux (et extrêmement coûteux) fonctionnant à des températures millikelvin. La saga de l'informatique quantique
attend une analyse sociologique approfondie, et quelques leçons pour l'avenir devraient être tirées de cette aventure
fascinante."
La brièveté du livre de Dyakonov est contrebalancée par un autre livre "Law and Policy for the Quantum Age" de Chris Hoofnagle et Simson Garfinkle, qui fait 602 pages. Leur livre vient d'être publié plus tôt cette année, il est disponible gratuitement en ligne et il y a une adorable photo de chat sur la couverture, alors allez-y sans hésiter. Hoofnagle est professeur de droit et Garfinkle est un data scientist, mais leur livre a été fortement informé par des personnes qui travaillent dans l'informatique quantique. Ils examinent les scénarios futurs possibles. Le scénario le plus probable, disent-ils, est « l'hiver quantique » qu'ils décrivent comme suit :
"Dans ce scénario (appelez-le" Quantum Winter "), les appareils informatiques quantiques restent bruyants et ne
n'atteigent jamais un avantage quantique significatif... Après qu'une énorme quantité d'argent public et privé ait
été dépensée pour développer les technologies quantiques, les entreprises du domaine se limitent à la recherche
d'applications ou tout simplement échouent, et les plans de carrière tournent court. Si cela se produit, le financement
finit par se tarir pour l'informatique quantique. Les universitaires et les scientifiques dans le domaine se réorganisent
et changent de sujet, ou apparaissent simplement hors de propos, voire embarrassants."
Ensuite, il y a Victor Galitski, professeur au Joint Quantum Institute de l'Université du Maryland qui a écrit dans un article de 2021 sur LinkedIn :
"Le nombre d'algorithmes quantiques connus, qui promettent un avantage par rapport au calcul classique, n'est que
peu nombreux (et aucun d'entre eux ne "résoudra le réchauffement climatique" c'est sûr). Plus important encore,
aucun de ces algorithmes n'a été utilisé dans la pratique jusqu'à présent et l'écart entre ce qui est nécessaire pour les
réaliser et le matériel actuellement disponible est énorme, et ce n'est pas seulement une question de chiffres. Il y a des défis
qualitatifs avec la mise à l'échelle, qui prendront probablement des décennies à être résolus (si jamais ils le sont).
Plus récemment, il y avait un article d'opinion de Nikita Gourianov dans le Financial Times. Nikita travaille sur l'informatique quantique à l'Université d'Oxford. Il écrit:
"Alors que plus d'argent coulait [dans l'informatique quantique], le domaine s'est développé et il est devenu de
plus en plus tentant pour les scientifiques de survendre leurs résultats... Après quelques années, une perspective
très exagérée sur la promesse de l'informatique quantique a atteint le courant dominant, conduisant à… la formation
d'une bulle classique."
Il souligne ensuite qu'aucune entreprise d'informatique quantique ne fait actuellement de profit et que :
"Le peu de revenus qu'ils génèrent provient principalement de missions de conseil visant à enseigner à d'autres
entreprises "comment les ordinateurs quantiques aideront leur entreprise".
Je dois dire que je ne suis pas d'accord sur le dernier point, car les grandes entreprises ont un autre moyen de gagner de l'argent avec les ordinateurs quantiques, à savoir en les louant aux universités. Et puisque les gouvernements injectent de l'argent dans la recherche, c'est une façon assez prometteuse d'injecter l'argent des impôts dans votre entreprise. Imaginez que le LHC appartienne à Google et que les physiciens des particules doivent payer pour l'utiliser.
C'est comme çela que je pense çela va se passer avec l'informatique quantique : d'abord, toutes les petites startups vont faiblir parce qu'elles n'atteignent pas leurs objectifs, le capital-risque va s'évaporer, et tous les informaticiens quantiques suréduqués dans le milieu universitaire utiliseront l'argent des subventions pour payer quelques grands entreprises qui possèdent les seuls appareils utilisables. Et bien que ces appareils soient des objets de recherche intéressants, ils ne seront pas utiles pour des applications commerciales.
Je peux me tromper totalement bien sûr. Peut-être que l'une de ces start-up proposera une plate-forme informatique quantique évolutive. Je ne sais pas, je fais des suppositions autant que tout le monde.
Mais si l'hiver quantique arrive, qu'est-ce que cela signifie pour vous et moi ? Eh bien, certaines personnes perdront beaucoup d'argent, mais cela signifie simplement qu'elles en avaient trop au départ, donc je ne peux pas dire que cela me dérange tant que ça. Il y aura également moins de gros titres sur la façon dont l'informatique quantique est censée révolutionner telle ou telle chose, ce qui, je dirais, est un bon développement. Et nous verrons de nombreuses personnes qui travaillaient dans l'informatique quantique se tourner vres dans d'autres professions. Il y a de fortes chances que dans dix ans, vous puissiez avoir une conversation agréable sur les détails les plus fins de l'enchevêtrement de plusieurs particules avec votre chauffeur de taxi. Je ne sais pas pour vous, mais j'attends avec impatience l'hiver quantique.