Informatique quantique: l'avenir de l'informatique logicielle libre

Récemment, dans un article précédent et récent de DesdeLinux appelé "Microsoft publie son compilateur Q # et ses simulateurs quantiques»Nous avons parlé un peu du«L'informatique quantique«. Mais Qu'est-ce que l'informatique quantique et quels sont ses avantages et ses avancées? Quel type de matériel et de logiciel utilisez-vous? et le plus important pour nous: Y a-t-il des avancées ou des contributions du logiciel libre dans le domaine de l'informatique quantique?

Dans cette publication, nous aborderons brièvement toutes ces questions afin que Comme pour d'autres nouvelles technologies, telles que le supercalcul, l'intelligence artificielle, le big data, la blockchain, la technologie 5G, entre autres, on peut aller connaître, approfondir et s'approprier les connaissances à propos d'eux.

L'informatique quantique c'est pour les grandes entreprises privées et les puissances mondiales l'une des principales technologies qui changera les «règles du jeu» du monde tel que nous le connaissons. C'est-à-dire, ce sera l'une des prochaines grandes innovations dans le domaine de l'informatique au cours de ce siècle, malgré son coût prohibitif et son manque d'accessibilité.

Pour l'instant, les chercheurs, les institutions académiques, les organisations privées et les gouvernements travaillent et investissent des sommes importantes de ressources technologiques et financières utiliser efficacement et efficacement la physique quantique sur les nouveaux ordinateurs pour effectuer des calculs beaucoup plus rapidement qu'avec les ordinateurs traditionnels.

L'informatique quantique

Qu'est-ce que l'informatique quantique?

L'informatique quantique est celle qui tire parti des caractéristiques quantiques attendues des particulesen particulier le chevauchement et l'enchevêtrement, pour exécuter des processus et effectuer des calculs à des vitesses incroyables sur les systèmes traditionnels. Il s'agit toujours d'une technologie en développement dont l'essor est en plein essor.

En plus d'appliquer les lois de la mécanique quantique pour traiter les informations afin d'atteindre des vitesses plus élevées, nous vous avez la capacité de résoudre des problèmes difficiles que l’informatique traditionnelle n’atteint pas. Et enfin, les ordinateurs qui utilisent cette technologie stockent beaucoup plus d'informations que les ordinateurs classiques, c'est-à-dire ont le potentiel de travailler (traiter) de grandes quantités de calculs, en l'exécutant en parallèle et en quelques secondes.

Comment fonctionnent les ordinateurs quantiques?

Les ordinateurs actuels et classiques utilisent une séquence de bits binaires. Chaque bit utilisé est toujours dans l'un des deux états connus définitifs, zéro (0) ou un (1). Ceux-ci agissent comme des interrupteurs marche / arrêt pour contrôler les fonctions de l'ordinateur.

En revanche, un ordinateur quantique utilise des bits ou des qubits quantiques. Lequel, chacun d'eux peut représenter à la fois un zéro (0) et un un (1) simultanément. Cela permet à ceux-ci de prendre en charge des unités de données qui en même temps peuvent exister dans plus d'un état. Cette caractéristique est une limitation existante dans les ordinateurs actuels de l'ère de l'informatique traditionnelle qui utilise le système binaire.

À quoi ressemble le matériel quantique?

Les ordinateurs quantiques ne peuvent réutiliser presque aucun des matériels actuellement utilisés dans les ordinateurs classiques. Puisque ceux-ci se concentrent principalement sur le flux d'électrons à travers les fils supraconducteurs qui sont refroidis à des températures extrêmes. Par conséquent, leur refroidissement nécessite une combinaison de gaz supercold, comme l'hélium-3, qui est un isotope de l'hélium extrêmement difficile à obtenir.

Les ordinateurs quantiques sont construits pour l'instant selon ce principe de cryogénie ou de super-refroidissement, mais les progrès se poursuivent dans des alternatives plus avancées et futuristes telles que les systèmes basés sur les champs électromagnétiques et le contrôle laser qui pourraient résoudre le manque de composants dont souffre la discipline.

Aussi des pays comme États-Unis, via des sociétés telles que IBM, Google et Microsoft, est bien avancé dans le développement de ses propres ordinateurs quantiques. Et la Chine, à travers des entreprises comme Alibaba et Baidu, ce n'est pas loin derrière. La Russie et l'Europe sont toujours dans des projets de R&D.

Quel logiciel quantique existe-t-il aujourd'hui?

Au niveau commercial, le «Quantum Dev Kit» (Kit de développement Quantum) de Microsoft, qui est un logiciel propriétaire et fermé. Qui peut également être consulté via votre Réseau Microsoft Quantum, qui n'est rien de plus qu'un réseau formé par une coalition de partenaires MS pour réaliser le partage des connaissances et la collaboration avec les plus grands innovateurs de l'informatique quantique.

D'autres logiciels quantiques de sociétés privées, mais publiés en tant que logiciels libres, sont QUISKIT (Kit de science de l'information quantique). QUISKIT est un projet de logiciel libre sous licence Apache créé par IBM. QISKIT permet une interaction par programmation avec le processeur quantique et les simulateurs IBM à l'aide de code Python qui interagit avec le système quantique via un langage de représentation intermédiaire appelé OPENQASM.

Ce logiciel libre quantique appelé QUISKIT est né en 2017, lorsqu'IBM a converti son projet lancé en 2016, appelé "Expérience quantique», Grâce auquel il a mis à la disposition de tous un processeur quantique de 5 qubits via son propre cloud.

Pour l'instant QUISKIT est actuellement composé d'un:

• API: Un wrapper Python sur l'API HTTP Quantum Experience qui vous permet de vous connecter et d'exécuter du code OPENQASME.
• SDK: Un kit de développement pour la génération de circuits et qui permet d'utiliser l'API QISKIT pour accéder au matériel de l'expérience Quantum et aux simulateurs.
• Langue: Un ensemble de spécifications, d'exemples, de documentation et d'outils pour la représentation intermédiaire d'OPENQASM.

Il y en a probablement beaucoup d'autres moins connus, mais actuellement QUISKIT établit la norme au niveau du logiciel libre quantique. Et qu'il a un API en Python Il permettra aux programmeurs du monde entier, en particulier ceux du domaine du Logiciel Libre, de commencer à expérimenter et à travailler avec le processeur quantique disponible dans leur cloud.

Conclusion

L'informatique quantique est aujourd'hui une excellente opportunité de recherche et développement (R&D) tant pour les personnes (mathématiciens, physiciens, informaticiens et experts) que pour les organisations publiques et privées, dans le domaine de l'informatique. Bien qu'elle n'en soit qu'à ses débuts, cette nouvelle branche de la connaissance et de la technologie verra son potentiel se déployer dans les années à venir. mais pour le voir sur nos ordinateurs de bureau, il faudra encore bien des années après son développement commercial.

Mais certainement dans le domaine du développement de logiciels quantiques à la fois privé et gratuit avanceront sûrement beaucoup plus rapidement, et le logiciel libre profitera sûrement de ce nouveau domaine.