Emission présentée par Sylvie Tissot dans l’épisode 174

Alan : Richard Feynman disait que personne ne peut vraiment comprendre la physique quantique. Plus d’un siècle après son entrée dans la science mainstream, le monde quantique continue d’intriguer et de fasciner. À tel point que de nombreux charlatans exploitent le filon des thérapies quantiques, de la médecine quantique, et sans doute du rééquilibrage quantique des chakras et autres méridiens… Pour ma part, j’ai un peu tendance à penser que l’adjectif “quantique”, s’il n’est pas précédé de “physique” (ou de “mécanique”), annonce une arnaque. Est-ce que c’est le cas avec les ordinateurs quantiques ? C’est l’une des questions auxquelles nous allons tenter de répondre avec notre invitée, Sylvie Tissot.

Sylvie, tout d’abord, un immense merci d’avoir accepté notre invitation. Bienvenue sur Podcast Science.

Sylvie Tissot : Merci de l’invitation

A : Pour te présenter en quelques mots, tu es informaticienne. Tu mènes une carrière qui combine différentes approches : la recherche, des applications concrètes, tu développes des logiciels je crois tu vas nous en parler, et des projets artistiques. Peux-tu nous en dire un peu plus ?

S.T. : Oui donc mon activité principale c’est du développement de produits numériques donc j’ai des clients qui peuvent être soit des PME, des grands groupes, des institutions culturelles pour lesquelles je fais aussi des bornes interactives. Et parallèlement à mon activité en fait j’enseigne la programmation sous forme de workshop dans des écoles d’arts et de design des workshops qui durent une semaine à peu près. J’accompagne le travail d’artistes qui utilisent le numérique, parmi eux il y a Samuel Bianchini, des gens comme Claude Closky, et puis je m’intéresse à, enfin je suis passionnée de programmation donc tout ce qui touche à la recherche autour des langages de programmation m’intéresse et c’est pourquoi je me suis engagée dans différents projets de recherche relatifs à la programmation.

A : D’accord, donc si on a tout bien suivi, en fait tu n’es donc ni physicienne ni mathématicienne. Qu’est-ce qui a bien pu te conduire à te plonger dans la physique quantique, qui décrit la réalité à une échelle subatomique ?

ST : Régulièrement je regardais passer des articles sur différents sujets scientifiques et j’ai vu de plus en plus d’articles qui parlaient des ordinateurs quantiques, de l’émergence de calculateurs quantiques et ça m’a titillée parce que je ne me posais pas forcément la question de comment on allait construire ces ordinateurs mais comment quelqu’un comme moi qui fait de la programmation, comment je pouvais imaginer programmer ce type de machines. Et ces articles étaient d’autant plus fréquents qu’en fait ,d’années en années on s’approche de 2020 date à laquelle normalement selon une loi empirique qui s’appelle la loi de Moore ,les composants, le nombre de transistors sur les microprocesseurs, le nombre de sensitors sur les puces de silicium doublent tous les 18 mois à peu près, ça veut dire que les composants électroniques diminuent de taille et en 2020 on en sera à l’échelle des atomes et des particules or. A cette échelle là la matière ne se comporte pas comme à notre échelle classique et donc il faut tenir compte de ce comportement de la matière dans la manière de penser les ordinateurs et moi c’est ça qui m’intéressait, c’était de savoir comment je pouvais  imaginer programmer ou en tout cas manipuler des valeurs de vérité du 0 et du 1 sachant que ce n’était pas 0 ou 1. Donc pour comprendre ça sachant que j’étais complètement novice , je  ne connaissais rien, j’ai exploré quatre pistes ;la première c’est déjà savoir en dehors des ordinateurs ce que c’était que la mécanique quantique, en tout cas les principes qui étaient mis en jeu dans le calculateur quantique et pour ça j’ai lu plutôt donc des ouvrages de vulgarisation notamment ceux d’Etienne Klein mais aussi les des autobiographies ,celle de Planck ,celle d‘Heinsenberg pour essayer de comprendre ce qui, eux, les avait motivé et par quels chemins ils étaient passé pour en arriver là. Par ailleurs quand j’ai essayé de creuser, toujours avec des ouvrages de vulgarisation sur les calculateurs quantiques ,ben je me suis aperçue qu’il y avait deux types de publications ,il y avait des publications grand public ,ceux qu’on trouve dans les différents magazines, les articles en ligne mais qui sont extrêmement flous et qui en plus utilisent une terminologie qui est toujours du bizarre ;du mystérieux ,de l’étrange et ça contribue à donner à flouter un peu les notions qu’il peut y avoir derrière ça. Donc je  ne comprenais pas plus de quoi il était question. Et par ailleurs j’essayais d’identifier les chercheurs qui travaillaient sur la question et quand je regardais leurs publications je ne comprenais rien parce que le formalisme mathématique était trop, je n’étais pas habituée à ça et de fait j’ai demandé à des gens. Je me suis adressée à ces chercheurs pour qu’ils m’apprennent ce que c’est que le calcul quantique et parmi eux il y en une qui s’appelle Julia Kempe qui a accepté de me donner des cours particuliers et pendant six mois elle est venue une fois par mois pour m’apprendre les principes qui étaient mis en jeu et me faire faire des exercices comme ça. Et j’ai rencontré aussi d’autres gens comme Sophie Laplante qui travaille maintenant à Paris Diderot sachant que Julia Kempe et Sophie étaient auparavant au LRI à Orsay et je me suis adressée, petit à petit j’ai compris de quoi il s’agissait, j’avais quelques questions à poser et je me suis adressée aussi au pionnier du calcul quantique ,je vais y revenir après ,en allant les voir en Angleterre notamment Richard Josza à Bristol et David Deutsch qui est celui qui a créé le premier algorithme quantique. Une autre piste ,c’était aussi une piste philosophique parce que si on remettait en question une logique basée sur du 0 du 1 ,du vrai du faux ,ben il fallait savoir ce qu’il y avait derrière et du coup j’ai lu un ouvrage qui s’appelle les lois de la pensée de Georges Boole qui avait été publié en 1854 et notamment la traduction faite par un philosophe qui s ‘appelleSouleymane Bachir Diagne qui enseigne à Columbia University et qui ,de passage à Paris aussi a accepté de me voir ,et la dernière chose aussi que j’ai faite c’est que comme j’interviens dans des écoles de design, j’ai utilisé leur technique ,leur pratique pour me fabriquer des objets de représentation. Donc voilà, c’est en balayant tous ces domaines là que j’ai réussi à me doter d’outils qui m’ont permis d’aborder la question.

A : J’avoue que je suis très impressionné. On est un peu une bande de fous sur Podcast Science, on a tendance à se plonger, à se documenter quand on s’intéresse à des sujets un peu cible mais à ce point là ça dépasse vraiment tout ce qu’on a pu faire ici !

S.T. : C’est-à-dire que j’ai essayé, comme par ailleurs je suis obligée de gagner ma vie en produisant, j’ai ma propre société etc, j’ai besoin d’aller très vite et le fait par exemple de m’adresser à des gens, de leur poser de manière assez naïve mais directe des questions, ben ça a accéléré énormément mes connaissances. Et puis la manière dont j’ai pu après comprendre ce dont il était question, c’est-à-dire que j’ai peut être fait preuve de pas mal d’opiniâtreté à relancer les gens, à aller les voir, pas à faire un siège chez eux mais quasiment pour essayer d’en savoir plus donc. Mais en même temps ça permet de gagner du temps.

A : Effectivement. Bon on va parler un petit peu des ordinateurs ou calculateurs quantiques je ne sais pas comment il faut dire. Il y a une expression consacrée d’ailleurs ? Ordinateurs calculateurs ? C’est la même chose ?

S.T. : Alors justement, l’expression anglo-saxonne auparavant c’était quantum computer et je pense qu’il y a eu un petit problème de traduction quand on a traduit ça en “ordinateur quantique” et effectivement, en tout cas en l’état, il vaut mieux parler de calculateur quantique. Il y a une expression consacrée qui est quand même QIP, quantum information processing, qui est la plus partagée on va dire.

A : D’accord. En informatique classique, on sait tous ce qu’est un bit. Cette minuscule unité d’information qui connaît deux états : 1 ou 0. On ou off. Allumé ou éteint. Ce système binaire permet tous les prodiges de l’informatique telle que nous la connaissons. Avec les calculateurs quantiques, on parle de Qbits. Pour Quantum bit, je suppose, ou bit quantique. Est ce que tu peux nous expliquer de quoi il s’agit ?

S.T. : Donc la représentation du bit quantique c’est du 0 et du 1, mais on utilise des propriétés des particules en fait. On utilise quelques propriétés mises en évidence par la mécanique quantique. Une des propriétés c’est le fait qu’une particule peut être dans une superposition d’état. Une autre particularité c’est que par exemple un photon peut être à deux endroits à la fois. Une autre des particularités c’est que ces états interfèrent entre eux, donc on peut utiliser les interférences entre les états. Lorsqu’on observe une particule, on détruit la superposition et on dit qu’on projette sur un des états, avec une probabilité qui peut être calculée. On peut combiner des états de particules et on peut le faire évoluer. Donc en ce qui concerne l’informatique, sachant qu’un bit c’est du 0 et du 1, un bit quantique c’est une superposition de 0 et de 1 et tout l’enjeu du calcul quantique ça va être de combiner ces superpositions d’états, de les faire évoluer pour créer des interférences qui seront soit destructives ou constructives, c’est-à-dire que quand il y a plusieurs interférences, parfois au fil des manipulations les amplitudes liées à tel ou tel état peuvent s’éliminer ou s’amplifier, et tout ça pour faire en sorte qu’au moment où on mesure l’état d’une combinaison de particules, on augmente la probabilité d’avoir une bonne réponse. Donc si il s’agissait de mettre une particule en état superposé et puis après de mesurer son état, on n’aurait pas de gain particulier  à faire du quantique, mais si on est suffisamment malin, on va créer des modifications dans les superpositions d’états pour, par exemple, à un problème donné, on va faire en sorte que les mauvaises solutions correspondent à des annulations d’amplitude liées aux états et que les bonnes solutions correspondent à des amplifications d’états. Et au moment où on mesurera on sait que ce qu’on a mesuré ça a une très très grande probabilité d’être la bonne réponse. Donc c’est ça le principe qui est derrière le calcul quantique. Donc en fait c’est un principe qui est au départ mathématiques, après je vais revenir là dessus pour savoir comment on fait pour créer un qbit physiquement mais l’idée c’est qu’une superposition d’états, mathématiquement, en fait le 0 c’est un vecteur, le 1 c’en est un autre et la superposition des deux c’est ce qui s’appelle une combinaison linéaire. C’est-à-dire on multiplie par un coefficient un des vecteurs et on ajouter l’autre vecteur multiplié par son coefficient, ça c’est une combinaison sachant que chaque coefficient représente en gros, au carré la probabilité d’obtenir l’état. Pour combiner des particules entre elles, mathématiquement, par exemple si on a une particule qui est en 0 une autre en 1, on pourra avoir une particule qui peut être soit en 0 et 1 et une autre qui peut être soit 0 et 1, on peut avoir toutes les combinaisons 0-0, 0-1, 1-0, 1-1 et du coup avec deux qbits on a 4 états et mathématiquement ça, ça porte un nom, ça s’appelle un produit tensoriel. De même comment on fait évoluer les particules, comment on joue sur les interférences, mathématiquement on reprend le principe d’Heisenberg qui, lui, représentait les évolutions sous forme de matrice, c’est ça qu’on met en jeu. Donc en fait tout le formalisme lié au calcul quantique, au départ, c’est un jeu mathématique avec quelques briques de base et qui après permet de faire des calculs. Je ne sais pas si c’est clair.

A : Je ne suis pas sûr mais on y arrivera. (rires). On a toute l’émission pour clarifier le concept. Pour moi il y a un truc qui est vraiment pas clair concernant les calculateurs quantiques, c’est est-ce que ça implique ou pas un phénomène d’intrication.

S.T. : Alors, l’intrication c’est un phénomène qui avait été déjà mis en évidence dans les années 30 par Einstein-Podolsky-Rosen qui en faisant leurs calculs, justement des calculs matriciels sur des combinaisons d’états, se sont aperçus qu’il pouvait y avoir un état tel que deux particules pouvaient être en superposition d’états, telles que si on les séparaient et qu’on les mettaient à une distance quelconque, quelques centimètres, des milliers de kilomètres, lorsqu’on mesurait l’état d’une particule, automatiquement, l’autre particule se projetait dans le même état.  Dans les années 30  ça a posé pas mal de débats en disant : “mais ce n’est pas possible, rien ne peut aller plus vite que la vitesse de la lumière”. On n’arrivait pas à trouver une interprétation  cette chose là. Toujours est-il que l’intrication est utilisée dans les calculateurs quantiques mais pas systématiquement. Ce qui est utilisé ce sont les interférences, et parfois, sur certains problèmes, les intrications. Donc je vais donner 3 exemples. Le premier c’est ce qui s’appelle l’algorithme de Deutsch, c’est le premier algorithme quantique créé, qui a été imaginé par David Deutsch en 85 et donc je vais déjà en donner une vision métaphorique, puis après en termes mathématiques ce que ça représente. Dans cet algorithme-là, il n’y a pas d’intrication. Donc, il faut imaginer par exemple 2 personnes une qui porte un chapeau rouge et une autre un chapeau vert et un maitre du jeu qui possède 4 cartes, 2 rouges et 2 vertes, mais il ne montre pas ces cartes à la personne au chapeau rouge ni à la personne au chapeau vert. A chacune de ces personnes il donne une carte mais sans la montrer, donc face contre la table. A la personne au chapeau rouge il donne une carte, à la personne au chapeau, vert il donne une carte et il pose la question aux deux, il demande : est-ce que vos cartes sont de la même couleur ou pas. Eh bien pour résoudre ce problème, en algorithme classique, pour faire un algorithme classique là dessus, on dit : on retourne la première carte, on regarde la couleur, on retourne la deuxième, on regarde la couleur, si c’est la même couleur la réponse c’est “oui”, si ce ne sont pas les mêmes couleurs, la réponse est “non”. On a besoin de retourner deux cartes pour le faire. De faire deux mesures. Alors qu’avec un algorithme quantique, ça reviendrait en fait à mettre en superposition d’états les cartes et faire une évolution du système, et au moment où on distribue les cartes il suffirait de retourner une seule carte, parce que la carte qui serait retournée possèderait une information en plus sur “de quelle couleur est l’autre carte”. Et donc avec juste une carte, on la retournerait on dirait bon si elle est rouge ça veut dire que les deux sont de la même couleur, si elle est verte les deux sont de couleurs différentes. Tout ça c’est la vision, c’est la petite histoire pour raconter comment ça se passe. Mathématiquement, en fait, le problème qui est en face c’est de dire j’ai un ensemble de 0 et 1, j’ai une fonction sur 0 et 1 qui soit donne 0, soit 1, est-ce que cette fonction est constante ou pas. Est ce que la fonction de 0 donne 0, la fonction de 1 donne 0, est-ce que la fonction de 0 c’est 1, la fonction de 1 c’est 1, ou est ce que c’est panacher les résultats. Donc ça c’est la question posée de manière mathématique et donc, en termes de calculs quantiques, on va partir d’un 0 et d’un 1, on va les mettre en superposition d’états, on va les faire interférer, on va appliquer la fonction sur cet ensemble de qbits. Ensuite on va mesurer et la manière dont on aura mis en superposition d’états fait qu’on est sûr (et ça c’et démontré mathématiquement mais je peux pas vous donner les formules là parce que c’est un peu trop compliqué comme ça sur le podcast, mais c’est démontré) que si on obtient une valeur, ça veut dire que la fonction est constante ou sinon elle ne l’est pas. Autrement dit, la conclusion, et pourquoi ça a marqué un peu les esprits alors même que c’est un exemple tout bête, c’est qu’alors qu’en classique on a deux mesures à faire, en quantique on en a qu’une. Ensuite plusieurs années plus tard David Deutsch a travaillé avec Richard Jozsa pour généraliser ça, et ils ont montré qu’on pouvait accélérer les calculs de manière assez importante simplement en jouant sur les interférences. Ca c’est un premier type d’algorithme. Le deuxième algorithme dont je vais vous parler mais qui, là, fait intervenir l’intrication c’est l’algorithme de Shor, qui a fait l’effet d’un boulet de canon en 1994 parce que c’est quelqu’un qui s’est attaqué au problème de ce qu’ils appellent la factorisation en nombres premiers. Alors c’est comment on décompose un nombre en facteurs premiers, c’est un problème qui est réputé très difficile à résoudre et tellement difficile à résoudre que c’est la base même de tout ce qui est la cryptographie, comment on crypte des transactions bancaires. Il y a un organisme qui s’appelle RSA. C’est une manière de crypter les données qui se base sur le fait de factoriser des nombres. Si ces nombres sont très grands c’est quelque chose qui nécessite beaucoup beaucoup de ressources. Par exemple en 2005, il y a des mathématiciens allemands qui ont réussi à factoriser un nombre de 196 chiffres, c’était un défi lancé par la société RSA, de temps en temps ils lançaient des défis comme ça, ils ont réussi mais avec 5 mois de calculs et 80 ordinateurs. Et Shor, il a théorisé un algorithme, donc au début on ne l’a pas vérifié mais mathématiquement c’est vérifié, qui suppose qu’on puisse faire des calculs qui réduiraient ce temps de calcul à simplement quelques secondes. Là où il fallait 5 mois et 80 ordinateurs. Et le principe c’est, on part de différents qbits, on les met en état de superposition, on les intrique et ce qu’a fait Shor c’est qu’il a montré que de pouvoir factoriser, en fait, ça revenait à résoudre un problème de périodicité de fonction. Si la fonction est périodique, on a la même valeur de résultat de fonction pour des entrées qui sont séparées de manière régulière et en jouant sur l’intrication il a fait en sorte qu’en mesurant que quelques résultats, il a montré qu’il pouvait optimiser les calculs et faire en sorte que le résultat soit beaucoup plus immédiat que si on avait à faire tous les calculs. Et là pour le coup, l’intrication qui était mise en jeu était fondamentale dans le principe de son algorithme.

A : C’est quel genre de magnitude, quel ordre de grandeur ? On a dit que d’un côté il fallait 80 ordinateurs pendant 5 mois.

S.T. : Oui alors et là dans les calculs prédits pour la même capacité de calcul, ce serait quelques secondes.

A : Ah ouais… Quand même…

S.T. : Ouais… C’est ce qui était annoncé. Là on parle en termes de temps de calcul, mais il y aussi en termes de nombre d’opérations à faire et, par exemple, de factoriser un nombre en classique, c’est exponentiel, plus on rajoute de nombres, plus le temps de calcul croît de manière exponentielle, alors qu’avec un algorithme de Shor, il ne croît pas de manière exponentielle. Il croît de manière polynomiale, donc c’est juste des puissances et ce n’est pas des exponentielles. Et là, pourquoi ça a fait du bruit, c’est parce que du coup ça touchait potentiellement au système de cryptage de données et ça a intéressé tous ceux qui travaillent dans le domaine. Ca intéresse les banques les assurances, enfin les services secrets. On l’a vu par la suite et alors même que c’était juste sur papier, ça n’a pas été réalisé, ça a un peu secoué le monde de la cryptographie.

A : On comprend pourquoi effectivement.

S.T. : Et puis il y a aussi ce qu’on appelle la téléportation, alors c’est aussi peut être un terme qui frappe les esprits et qui correspond peut être pas forcément à la réalité de ce qui est fait mais en tout cas c’est une technique qui est utilisée aussi dans le fait de crypter les données et dans la communication…

A : On parle de téléportation quantique, c’est bien ça ?

S.T. : Oui, de téléportation quantique. Donc là on part toujours de cette idée que deux particules séparées par une certaine distance partagent un état, ce qui fait que quand on mesure, on projette l’autre dans le même état et ce qui avait été révélé théoriquement dans les années 30, a été mis en œuvre dans les années 80, notamment par Alain Aspect et puis après il y a une équipe en Autriche aussi qui a permis de vérifier ça. L’idée de la téléportation c’est de prendre une paire intriquée donc, d’avoir une particule à un endroit, et une autre à un autre endroit et ensuite de prendre une autre particule qu’on veut téléporter, de la coupler avec une des deux paires là et de la mesurer. Ensuite, on est obligés quand même de communiquer avec l’autre, par exemple s’il y a deux expérimentateurs, il y en a un à un endroit et l’autre à 150km, comme ça a été le cas dans les années 2007, et celui qui est à un endroit possède une des particules intriquées, il la combine avec la particule qu’il veut téléporter, il fait la mesure, il téléphone à l’autre personne de l’autre côté en disant « bon voilà les consignes à mettre en place » et l’autre du coup peut récupérer l’état superposé de la particule. C’est un petit peu compliqué mais en fait on utilise cette propriété d’intrication pour téléporter une autre particule et donc on peut se demander à quoi ça peut servir ce genre de chose là. De fait, ce qui frappe les esprits c’est quand les distances sont très grandes mais en réalité, concrètement, pour essayer d’imaginer de fabriquer un ordinateur, comme il va falloir faire des transferts de données entre les différents composants de l’ordinateur à construire, on peut imaginer la téléportation pour transférer des états d’un endroit à l’autre de l’ordinateur.

A : Ok, je renvoie les auditeurs qui auraient raté l’épisode 126 de Podcast Science à le réécouter ou à lire la retranscription qui en avait été faite. On avait reçu Nicolas Gisin qui nous parlait précisément de tout ça de la téléportation quantique, comment ça marche, à quoi ça sert. Ca nécessite un peu d’aspirine mais c’est super intéressant !

Nicotupe : Et pour ceux qui veulent même encore en savoir plus, on vous recommande le livre de Nicolas Gisin qui en dit encore plus.

A : C’est vrai comment il s’appelle déjà ? L’impossible hasard, c’est ça ?

N : Ouais je crois que c’est ça, non je sais plus, j’ai des doutes.

A : Bon on va retrouver.

N : Je profite que j’ai la parole pour faire une remarque sur les histoires de cryptographie. Donc d’abord pour dire que Sylvie n’a quasiment pas assez insisté sur le fait qu’en effet, si on arrive à calculer rapidement les factorisations de nombres premiers c’est complètement tous les systèmes que vous pensez secure aujourd’hui, des login sur vos sites internet à vos cartes bleues qui tombent. Donc ce n’est pas rien. Sans doute que si un mec découvre ça, la NSA prend ça en main et le tue en premier, mais enfin bref, voilà, ce n’est pas un petit truc. Et le deuxième truc, pour quand même rassurer tout le monde j’ai découvert moi ce weekend en lisant un autre bouquin qui étudie d’autres systèmes de cryptographie dont un où, en effet, on pourrait calculer plus vite avec des ordinateurs quantiques mais où on se retrouverait confronter à autre chose, c’est que l’ordinateur chaufferait et que donc on est limité par la thermodynamique qui fait qu’on pourrait calculer plus vite que jusqu’à l’extinction du soleil pour le résoudre. Donc on a quand même des systèmes sûrs derrière, même avec des ordinateurs quantiques. Mais pas le RSA en effet.

S.T. : Sachant que justement, certes ce système de factorisation permettrait de casser les codes, mais justement le quantique permet aussi de crypter des données ! Donc on peut aussi simplement imaginer remplacer un système de cryptage par un autre. En fait là c’est lié au fait que quand on mesure une particule, selon la manière dont on la mesure, on n’obtient pas forcément le même résultat. Il faut s’imaginer par exemple, je ne sais pas si vous voyez ces cartes postales striées, on appelle ça des images lenticulaires où simplement en changeant l’angle, l’orientation de la carte on voit un dessin ou un autre. Ca c’est une image, une métaphore pour dire ce qu’il se passe quand on mesure l’état d’une particule c’est que, selon la base dans laquelle on va observer l’état de la particule, on obtiendra un résultat ou un autre. Et les systèmes de cryptage de données quantiques se basent là-dessus. C’est-à-dire que, imaginons qu’on ait un émetteur de message, traditionnellement on les appelle Alice et Bob, qui s’envoient des messages. Donc Alice envoie une particule en état superposé, un certain état superposé, elle l’envoie à Bob et sachant que selon l’orientation de par exemple, un photon polarisé, selon l’orientation du système de lecture on peut avoir du 0 de manière sûre. C’est 100% de chance d’avoir 0 par exemple. Et si on tourne un tout petit peu le filtre, ben là on est plus 100% et 0% mais plutôt 80-20. Donc Alice, elle, elle envoie dans un système particulier 100% de 0 et 0% de 1 elle envoie ça à Bob, Bob, lui, ne sait pas comment regarder cette particule là, mais il l’observe. Et puis sachant que, par exemple, on lui dit t’as droit qu’à 2 bases possibles donc, tu l’observes, tu choisis ta base, tu l’observes. Alice lui en envoie plusieurs, plusieurs, plusieurs comme ça et après lui en avoir envoyé plein et Bob les avoir lu, Alice lui révèle dans quelle base elle les avait codé. Et Bob compare ça avec la base dans laquelle il les a lu, et il peut dire « ah ben oui le premier, on était dans la même base mais le deuxième non » etc. Donc on élimine tous ceux qui ne correspondent pas à la même base et on regarde les résultats de l’observation. Pourquoi ce système là est sûr, c’est que, imaginons qu’il y ait une espionne, Eve, qui intercepte la particule avant qu’elle soit lue par Bob. Eh ben si elle essaie de le lire elle va projeter la particule sur un des états et quand elle va le renvoyer elle ne reconstituera pas l’état superposé dans lequel elle était auparavant, et donc ce système est sûr naturellement puisque si Eve espionne, ça va se voir parce qu’il y aura des décalages dans les résultats obtenus et son observation. Le fait qu’elle ait espionné se verra et du coup la séquence sera rejetée et on recommencera. Donc par rapport au cryptage classique : dans un système classique on ne peut pas savoir si ça a été espionné avant de voir les résultats, effectivement parce qu’il y a eu destruction de données après etc. mais dans la clé, la clé qui est échangé, la clé de cryptage on ne peut pas savoir si elle a été espionnée ou pas. Alors avec un système de cryptage quantique, que j’ai bien sûr simplifié là dans mon discours, mais on est sûrs que si il y a une espionne ou un espion, eh bien on le verra parce que ça va détruire des éléments de la clé et cette destruction-là pourra se lire. Voilà.

A : Euh je ne suis pas sur d’avoir compris si on doit être rassurés ou pas. Je papotais en même temps dans la chatroom.

N : Pour moi cet argument, on ne va pas y rester des heures, cet argument sur la cryptographie quantique est assez amusant parce que ce n’est pas la même approche, c’est-à-dire que de dire qu’on saura dire qu’il a été observé ce n’est pas ce qu’on attend d’une transmission sûre. On n’a pas envie qu’à chaque fois qu’elle soit observée la transmission soit plus valable parce que du coup on peut avoir quelqu’un qui pourrit un canal de transmission en observant tout ce qui passe et qui du coup empêche les gens de communiquer. Donc c’est vrai que c’est très intéressant de savoir qu’il y a eu une observation et que du coup elle a été altérée etc. mais ça répond pas vraiment à la problématique que j’ai envie que non seulement elle puisse être observée mais qu’en plus la personne ne puisse pas décoder le message.

S.T. : C’est d’ailleurs ce qu’ont utilisé, parce qu’évidemment qui dit ordinateur, dit hacker, et donc on  a vu apparaitre ceux qui se sont appelés des hackers quantiques et qui en fait ont utilisé ça. C’est-à-dire que ils se sont dits, ce sont des chercheurs Norvégiens qui se sont dit certes on ne peut pas, si on essaie de lire les particules lors d’une transmission on va être vus et donc ils ont changé de stratégie, ils ont “aveuglés” Bob, c’est-à-dire qu’ils lui ont donné à voir autre chose que ce qu’il devait voir et ils ont perturbé tout le temps, tout le temps, tout le temps la transmission. En fait ce qu’il s’est passé, ils n’ont pas lu la clé mais ils ont empêché Bob de lire la clé, donc c’est pour rebondir sur ce que tu as dit là sur « est ce que c’est rassurant ou pas ». En fait il s’avère qu’à certaines stratégies il y a des contre stratégies et après il faut essayer de trouver une parade. Voilà.

A : Nico, je crois que t’avais quelques questions ? Encore.

N : Oui, le temps que je me démute. Ouais, si j’ai bien compris, on peut, grâce à des objets quantiques, créer des états qui correspondent à faire plusieurs opérations en parallèle, plusieurs opérations qui correspondent à plusieurs états quantiques. Mais au final, on ne peut mesurer qu’un seul des différents états, alors comment s’en sort-on pour ne pas perdre tous ces calculs parallèles lorsque l’on procède à la mesure?

S.T. : Eh bien justement, c’est parce que dans les différents calculs, on aura pris soin de faire en sorte que certains résultats s’accumulent et d’autres s’annulent et donc si certains s’annulent, on sait qu’il y a 0% de chance de les avoir. En gros c’est ce qu’a utilisé David Deutsch c’est-à-dire que, dans son algorithme, il a fait en sorte que par exemple à la question est-ce que la fonction es constante, si la réponse est oui en fait la réponse qui dirait non aboutirait à 0% de chance d’être lue, d’être mesurée. Donc c’est ça, c’est parce que ce qu’on lit, en fait, ce n’est pas un état superposé qui correspondrait à une particule, c’est l’état superposé d’une particule mais qui a interféré avec les autres et de fait on a plus d’information que si c’était juste les particules.

N : Et du coup la question qui vient derrière ça c’est : comment on fait pour savoir que le calcul est fini ? Parce que si on observe trop tôt, on flamme le calcul en fait. Ca, ca peut être lié en fait à mon autre question qui était de : comment est-ce qu’on construit l’état des particules qu’on va mesurer pour comprendre le résultat du calcul ? Parce que peut être en fait le calcul est fini à partir du moment où les particules sont dans l’état attendu.

S.T. : Oui, alors, déjà tout ce que j’ai dit avant, c’était vraiment purement théorique et maintenant il faut se demander comment on construit ça physiquement. Donc, justement, pour construire un calculateur quantique qui manipule des qbits, pour fabriquer des qbits, il y a plusieurs exigences, il faut déjà que le qbit soit fiable, c’est qu’il soit véritablement dans un état superposé. Il faut pouvoir les manipuler individuellement et il faut pouvoir mettre en œuvre cette histoire de transformation des interférences, c’est ce qui correspond physiquement à la manipulation qu’on fait mathématiquement avec des matrices. Donc cette histoire est-ce que le qbit est dans sont état superposé ? Là on est confronté à un problème en mécanique quantique qui s’appelle la décohérence, c’est-à-dire en gros, pourquoi la matière se comporte de manière quantique à une certaine échelle et qu’à notre échelle on ne le voit pas, on voit pas de superposition d’états etc. La décohérence c’est le moment où une particule qui était en état de superposition ne l’est plus. Et ce moment-là souvent est dû à des interactions entre la particule, son environnement, l’observateur. Donc pour pouvoir fabriquer un qbit il faut éviter les phénomènes de décohérence, or, c’est ça qui est le plus difficile à faire, c’est de faire en sorte d’être sûrs que la particule reste en état superposé. Alors pour fabriquer un qbit on utilise soit un photon polarisé dans un sens, dans l’autre (dans les exemples que j’ai donné c’était un photon), soit on utilise aussi une grandeur physique qui est liée aux particules qui s’appelle le spin, c’est une propriété magnétique et par exemple on utilise aussi des ions qui sont des atomes dont on a extrait un électron. Donc l’idée c’est de les isoler dans des enceintes à vide, de les refroidir à -270° pour les immobiliser, de les exciter par un laser, par exemple pour qu’ils émettent un photon qu’après on va pouvoir utiliser pour mettre en superposition d’états. On va utiliser des petits miroirs optiques ou alors si on utilise le spin alors là on utilise des champs magnétiques oscillants. Je suis pas physicienne, je n’en ai que la description extérieure comme ça mais je sais que c’est ce type de technique qui est utilisée et alors que les premiers essais de fabrication de qbits en 98 avaient des temps de décohérence de quelques nanosecondes ce qui était rédhibitoire pour espérer faire des calculs quantiques, petit à petit on arrive à avoir des temps qui sont plutôt de l’ordre de la microseconde. Je ne sais pas où ils en sont actuellement donc c’est toujours pas l’idéal mais petit à petit, avec les différentes techniques utilisées, on arrive à fabriquer des qbits. Ensuite le fait de les mettre en état de superposition c’est de faire en sorte que, par exemple, avec des champs magnétiques oscillants des choses comme ça, si on utilise des photons, on utilise des miroirs on leur fait parcourir certaines distances, des distances décalées, des choses comme ça et puis après on a des appareils de mesure pour savoir dans quel état est la particule. Donc, concrètement comment on sait que c’est terminé, je ne saurais pas vraiment le dire parce que là, pour le coup, autant j’ai eu beaucoup de contacts avec des chercheurs sur le plan logique, mathématiques autant je n’ai pas vu, par exemple j’aurais adoré aller dans un lieu où on fabrique ce genre de choses là. Mais voilà ce que j’en sais c’est via les publications que j’ai vu passer ici et là.

N : D’accord mais déjà c’est assez intéressant. Du coup de ce que tu expliques là c’est qu’il y a quand même toute une préparation à faire pour préparer les particules pour faire un calcul donné qui en plus va pas être forcément exactement la même pour un autre calcul et du coup est ce qu’on arrive à garantir que le processus prendra pas plus de temps que si on faisait un calcul non quantique ?

S.T. : Théoriquement, le fait d’être sûr que ça prend moins de temps que du classique c’est garanti par justement cette notion de complexité en informatique qui est théorique. C’est : quel est le temps nécessaire pour résoudre, enfin comment le temps pour …

N : Oui cette notion de complexité, excuse moi, elle prend pas du tout en compte le temps de fabrication et de mise en état des particules.

S.T. : Exactement, et du coup on est sûrs qu’en quantique ça prend pas plus de temps pour certains problèmes, mais dans la mise en œuvre, ce qu’il y a c’est qu’il y a un décalage entre là où on en est théoriquement sur la résolution de problèmes via le calcul quantique et là où on en est dans la fabrication même des ordinateurs quantiques. Je donne un exemple : l’algorithme de Shor. En 2001, Issac Chuang du centre de recherche d’IBM a réussi à manipuler 7 qbits et trouver que 15, c’était bien 3×5. Donc ça donne un peu un décalage. La réalité de ce qu’on arrive à faire physiquement matériellement et les ambitions du calcul quantique. Donc à ta question comment on est sûrs que ça prend pas plus de temps là pour l’instant ça prend forcément beaucoup plus de temps puisque que par exemple, les calculateurs quantiques actuellement passent 99% de leur temps à corriger les erreurs et simplement 1% à faire leur calcul quoi.

N : Et en plus la machine qui était capable de trouver 3 et 5 à partir de 15, elle était capable de faire que ça.

S.T. : Oui, elle était capable de faire que ça. La réalité des faits est que, d’un point de vue technologique on est très très loin du compte et donc toutes ces questions sur l’optimisation, par exemple on peut espérer puisqu’on manipule des matrices qui sont réversibles etc. il y a très peu d’énergie qui serait utilisé, alors qu’en fait quand on voit les photos des dispositifs d’intrication, les lasers qui sont mis en jeu etc. on se retrouve dans le même registre que les premiers ordinateurs avant les années 45 c’est-à-dire c’était des salles énormes avec des grosses lampes. Donc je pense que pour l’instant, on en est pas au point de pouvoir optimiser la mise en œuvre physique des calculs. Fin je pense.

N : D’accord, on est au début quoi. Ca a été très vite avec l’ordinateur non quantique donc ça peut aussi aller très vite avec l’ordinateur quantique.

A : Ouais enfin très vite, là de ce que je comprends on en est un peu à la machine de Babbage avec les ordinateurs quantiques.

S.T. : Oui en fait c’est plus une preuve de la faisabilité dans l’industrie, on appelle ça les proof of concept, c’est plus ça qui se joue dans la fabrication physique des ordinateurs quantiques plutôt que la mise en œuvre d’un véritable ordinateur. Pour l’instant on en est là.

A : D’accord on reviendra dans un instant à où on en est dans le vrai monde mais on va rester un peu dans la théorie pour le moment, ça va nous faire rêver un peu. Moi j’ai essayé de préparer cette interview un tout petit peu en essayant au moins de faire semblant de comprendre les questions que je posais, puis j’ai lu dan ce contexte, lu dans le chapitre “l’ordinateur quantique” du petit livre “la physique quantique”, de John Gribbin  qui disait : “Un ordinateur quantique avec un kilobit de mémoire physique se comporterait comme une machine virtuelle dotée de 10^1024 bits de mémoire, un nombre qui dépasse de loin le nombre d’atomes dans l’Univers visible !” J’ai trouvé ça très cool mais je n’ai pas vriament compris ce que ça veut dire.

S.T. : Alors c’est sur que par exemple si on imagine ne serait ce que d’avoir 300qbits…. En fait on compare des choses qui sont pas du même registre, c’est-à-dire que effectivement quand on dit c’est plus que le nombre d’atomes dans l’univers visible ça parait énorme, le décalage parait énorme. Et je ne sais pas trop ce qu’il avait derrière la tête, ce qu’il voulait montrer en disant ça. Mais moi je pense qu’il faut aussi revenir justement aux prémices du calcul quantique et de ce qu’a fait David Deutsch. Parce qu’en fait tout ça découle d’une vision de la réalité qu’a David Deutsch. Si on se ramène en arrière avec cet état, l’idée des état superposés ça c’est aussi, ça fait beaucoup débat jusque dans les années 50 chez tous ceux qui, les différents pairs de la mécanique quantique, sur quelle interprétation on peut donner à cette superposition d’état. Donc il y avait d’un côté ceux qui ont prétendu que c’était, comme par exemple Max Born plutôt que c’était la probabilité d’obtenir un état. En fait, il y avait une interférence entre les probabilités d’état, c’est ce qui est admis maintenant, mais auparavant on doutait fort de cette interprétation là, en se disant mais comment c’est possible un état réel qui interfère avec des état qui ne le sont pas. En disant que cette interprétation ne correspondait pas à la réalité elle était pratique mais il fallait aller plus loin. Et dans les années 50, il y a un chercheur qui s’appelle Everett qui lui s’est dit ben certes l’objection est valable, on ne peut pas supposer que quelque chose de réel puisse interférer avec des choses d’autres états qui eux ne sont pas réels donc ça veut dire que tous les états sont réels mais nous nous ne voyons qu’un seul état qu’on appelle réel. Ca signifie donc que les autres états sont réels mais dans une autre réalité et donc il a évoqué l’idée qu’il puisse y avoir des mondes parallèles, un multivers qui se déployait à chaque instant et les interférences produisaient entre eux ces différents mondes parallèles. Dans les années 80, David Deutsch a repris cette conception là du monde à son compte et a dit, oui c’est vrai je suis persuadé que les mondes parallèles existent et d’ailleurs je vais le prouver en mettant, en le démontrant et il a imaginé, il a fait une expérience de pensée avec ce qu’on a appelé après le premier algorithme quantique en fait, était un dispositif, une expérience de pensée qu’avait imaginé David Deutsch. Pour prouver que les mondes parallèles existaient et ce problème de la multiplication exponentielle des différents états, eh ben elle se retrouve, c’est le gros reproche à cette conception des mondes parallèles c’est de se dire, ben c’est impossible d’imaginer cette multiplication des mondes et elle expliquerait ce nombre là qui dépasserait le nombre d’atomes dans l’univers visible. Oui ça dépasse de loin parce que justement il y a une infinité d’univers visibles quoi. Donc moi je vous expose cette théorie là parce que c’est celle qui était défendue notamment dans l’ouvrage de David Deutsch qui s’appelle “the fabric of reality” qui était traduit par “l’étoffe de la réalité”. Personnellement je me pose pas forcément la question de savoir si je crois ou pas à ce paradigme là, je me suis appuyée dessus dans le travail que j’ai fait sur les modes de représentation tout simplement parce que indépendamment du fait que ce soit crédible ou pas, sachant qu’il y a beaucoup de scientifiques qui n’y croient pas ça a été quand même une image suffisamment forte pour amener David Deutsch à imaginer son algorithme qui du coup  a donné naissance à tout un pan de la recherche en informatique. Donc tout mon travail de représentation, que j’ai fait justement sur des objets parallèles, en montrant des nombres complexes des choses comme ça mais dans des plans parallèles, ce paradigme là pour moi me semblait important de garder tout simplement parce que d’un point de vue épistémologique ça a été la base de l’émergence de ce champ de recherche.

A : Ok. Il y a une autre question que je me posais un petit peut en parallèle de celle ci c’est : est-ce qu’on comprend le phénomène ou on observe juste un effet et on essaie de l’exploiter sans vraiment comprendre ce dont il retourne derrière ?

S.T. : Donc là il y a deux attitudes possibles effectivement, il y a celle de David Deutsch qui prétend comprendre, et qui, justement c’est l’inverse, c’est parce qu’il comprend qu’il veut montrer et l’exploiter de cette manière là. Et puis il y a d’autres attitudes, plus antérieures notamment je pense à l’injonction que nous aurait faite Feynman, que tu citais au début de l’émission là, qui aurait dit, mais ça ce n’était pas forcément lié au calcul, ce n’était pas lié au calcul quantique mais à la mécanique quantique en général, il aurait dit : “tais toi et calcule”. Et ça, ça veut dire quoi ? ça veut dire : n’essaie pas de trouver de représentation parce que tu vas tomber dans des travers de représentation, ça va te donner une fausse interprétation etc… mais la forme mathématiques est suffisamment forte pour pouvoir t’amener à l’exploiter et c’est vrai que même si on ne comprend pas forcément la représentation de la réalité qui est derrière ça, ça n’empêche pas d’avoir fabriquer des lasers, les lecteurs dvd de l’imagerie médicale, donc voilà on peut avoir ces deux attitudes là, soit se dire on a un formalisme on s’appuie dessus c’est abstrait et on essaie pas d’en trouver des modes de représentation qui nous permettraient de dire qu’on a compris ce dont il s’agissait etc.. Et puis il y a d’autres attitudes qui sont souvent qualifiées de plus folkloriques où on essaie de trouver une représentation, telle que l’a fait David Deutsch.

A : Ok. Bon on va s’en tenir à ça. On ne saura jamais en somme.

N : Tu cherches toujours à raconter une jolie histoire, là ils ont des formules qui fonctionnent, ils arrivent à prévoir des choses et à modéliser des choses donc ils ont compris en fait.

S.T. : Oui. Mais souvent, c’était tout l’enjeu aussi des débats qu’il y avait avant les années 50 parce que par exemple maintenant de se dire quelle est l’interprétation des états superposés, ça fait plus du tout débat alors que quand on regarde la littérature, les écrits, quand on regarde ne serait-ce que dans “la partie et le tout” de Heisenberg etc.. les prises de bec et de positions, les confrontations qu’il y avait, ne serait-ce que sur cette question de l’interprétation alors même que c’était eux qui ont mis en place les outils mathématiques pour pouvoir manipuler la mécanique quantique, eux mêmes cherchaient à tout prix une interprétation ! Alors je sais pas peut être que c’est ce qu’il y a derrière ce mot interprétation qui peut être (il faudrait peut être le préciser) mais en tout cas ils cherchaient à trouver une explication qui serait formulée avec des mots et pas de manière mathématiques et bon ça maintenant c’est plus du tout d’actualité. Mais à l’époque ça l’était, et c’est pour ça aussi que cette notion de comprendre c’est plutôt de se représenter c’est plutôt ça effectivement comme tu dis ils ont compris. Einstein, Heisenberg, Schrödinger n’essaient pas d’en dire plus que ce qu’en dit le calcul.

A : Hmouais…

S.T. : Non ?

A : Si si ! Moi je suis absolument convaincu et puis je propose qu’on ne débatte pas pendant une heure sur cette question spécifique. D’ailleurs peut être qu’on, enfin je ne sais pas si toi tu as des obligations après l’émission et puis qu’il faut qu’on enchaine un peu plus rapidement. Et puis autrement nous on a tout le temps si jamais on peut continuer au même rythme. Je voulais aborder un peu la question de la théorie vs la réalité. Je me demandais On en est où aujourd’hui ? Existe-t-il au moins 1 ordinateur/calculateur quantique dans le monde ? Il est où ? Que sait-il faire ? A part 3×5…

S.T. : Comme tu l’évoquais tout à l’heure, c’est pas forcément des machines universelles mais des machines dédiées à certaines fonctions. Donc effectivement il y a eu le premier calculateur, il y a ID quantique à Genève qui en fait a plusieurs types de produits. Il y en a qui permet de sécuriser le transfert de données entre différents centres d’hébergement, il fournit, cette société, fournit des instruments scientifiques aussi et des générateurs de nombres aléatoires pour des jeux. C’est une société qui régulièrement fait des levées de fonds, donc ça va bien pour eux je pense. Et qui propose des produits commercialisables.

A : D’accord.

S.T. : Mais ce ne sont pas à proprement parler, je ne pense pas que ça revête l’idée d’un ordinateur quantique. Sinon il y a une startup canadienne qui est plus ancienne qui s’appelle D-Wave qui a été crée en 99. Depuis que je m’intéresse à la question je n’ai jamais réussi à savoir ce que faisait D-Wave. Mais c’est une société aussi qui réalise de belles levées de fonds. MagicQ, une société qui s’appelle MagicQ aussi, il y a des initiatives de commercialisation de certaines fonctionnalités mais je n’ai pas réussi à trouver s’il existait au delà des effets d’annonce, de réels ordinateurs quantiques.

A : D’accord. Peut être juste pour faire le lien avec ce qu’on disait tout à l’heure derrière la société id quantique on retrouve justement Nicolas Gisin qu’on évoquait, qu’on a reçu dans l’épisode 126 de PS. Et dont on a retrouvé le nom du livre dans l’intervalle, c’est “l’impensable hasard“.

N : Et pour faire le lien jusqu’au bout, il nous avait aussi parlé de ce générateur de nombre aléatoire quantique. Commercialisé. Et qui en effet, je pense, est pas tout à fait un ordinateur au sens où tu le présentais parce que c’est quelque chose qu’ils utilisent. Ce que justement Gisin appelle le vrai hasard et qui est un peu ce qui vient avant si j’ai bien compris. Les travaux qui sont faits avec l’ordinateur quantique.

A : Ok, bon on va avoir des déçus dans la chatroom je crois il y avait pas mal de questions concernant D-Wave. Tant pis….

N : Par contre  dans les questions pratiques tu peux peut être relever le magnifique dessin de puyo qui est une vrai question je ne sais pas si Sylvie aura une réponse. Est ce que les ordinateurs quantiques quand ils buggeront ce sera possible qu’il y ait qu’un seul des états superposés qui buggent mais pas tous ?

S.T. : Ben ça c’est effectivement une question que je me pose aussi ! C’est-à-dire qu’il y a plusieurs choses. Il y a est ce que il y aura juste un état qui buggera et pas les autres, est ce qu’un état buggera mais par le jeu des interférences il va s’annuler, ou alors il va s’amplifier, et comment on peut arrêter le processus, est ce qu’il suffit comme quand une machine bug de l’éteindre et de la rallumer et que voilà… Effectivement là pour le coup on peut se demander ce qu’il va se passer on peut d’autant plus le demander que pour l’instant il n’y a pas forcément, en fait dans l’informatique classique on parlait du 0 du 1, de portes logiques, les négations, les “et”, les “ou”, et à partir de là on a pu créer ce qui s’appelle des structures de contrôle pour écrire des programmes. Or là, pour l’instant, on n’a pas ça. Donc l’ordinateur quantique n’existe pas, il n’y a pas de langage pour adresser ces ordinateurs quantiques si ce n’est des petites manipulations de portes quantiques, or le bug, souvent, il est lié à une mauvaise manipulation de ces structures de contrôle ou alors à du non dit. En fait on a bien conçu mais on a oublié de mettre des verrous quelque part et ça voilà je sais pas comment ça va se matérialiser dans les ordinateurs quantiques.

A : Ouais en tout cas ça promet d’être gratiner je pense parce que le bug quand on y pense c’est simplement le fait qu’en termes de conception on n’ait pas réussi à imaginer tous les états possibles à la sortie de l’algorithme, alors que finalement on n’a que deux possibilités des 1 et des 0 à partir du moment où on a toutes les possibilités qu’offrent le qbit ça va juste devenir hallucinant de prévoir les bugs.

S.T. : Oui à moins que par des phénomènes naturels ça se simplifie enfin je sais pas, là j’attends de voir sachant que justement, quand on est en classique, on n’a que du 0 et du 1 et ça fait appel aussi à une autre notion qui est justement la logique des propositions qui est derrière. Parce que c’est, certes 0 et 1, et bon ça c’est Boole qui a développé ça, ça peut être rattaché à ce qui s’appelle la logique de proposition, le fait qu’on peut dire qu’une proposition est vrai ou est fausse et d’avoir des superpositions d’états. Ca, ça faisait partie aussi de mes interrogations, ça veut dire quoi une superposition de vrai et de faux, ça veut pas dire que c’est presque vrai ou presque faux ? c’est vraiment une superposition de vrai et de faux ? Et quand j’ai relu les lois de la pensée à un moment donné Boole, enfin parce que justement le 0 et le 1 c’est pas anodin que ce soit 0 et 1, c’est à partir d’un système d’écriture qu’il arrive à ça, et il se dit en fait qu’il pourrait y avoir d’autres valeurs mais il sait pas lesquels etc.. Bon et je pense qu’à partir de ce travail on peut imaginer que c’est des valeurs qui seraient ni 0 ni 1 mais les deux à la fois c’est par exemple les paradoxes. Et j’ai du coup pas mal travaillé sur les paradoxes pour voir comment ça se comportait et notamment par exemple le paradoxe du menteur, qui dit : je mens, donc si on imagine qu’il dit vrai alors du coup c’est sur qu’il ment, donc il ne dit pas la vérité donc en fait ce qu’il dit est faux mais si ce qu’il  dit est faux, il faut pas croire ce qu’il dit, or il dit qu’il ment etc. et donc ce sont des valeurs par exemple qui sont 0 mais pas tout le temps ou 1 mais pas tout le temps et du coup j’ai travaillé sur des paradoxes qui seraient à plusieurs menteurs. Donc l’un dit que ce que l’autre dit est faux mais l’autre dit que ce que le 3ème dit est vrai et le troisième dit que ce que le premier dit est faux, et regarder comment, au bout de combien de temps ils disent tous vrai. A force de scruter ces choses là je suis arrivée à, alors au début j’ai créé un truc qui s’appelle la ritournelle des menteurs parce que à imaginer de manière purement intellectuelle ou sur papier c’est très rébarbatif et on n’y arrive pas. Donc j’avais programmé un petit outil pour générer des menteurs et, ceci dit, ces outils là étaient rébarbatifs à lire parce que on voyait que des lignes “il dit faux ” “il dit vrai” ” il dit faux” “il dit vrai” et du coup j’ai donné une représentation graphique et en donnant cette représentation graphique en fait ça s’est ramené à une représentation de ce qu’il s’appelle des groupes cycliques. Et alors même que ces groupes cycliques sont des notions qui sont abordées aussi quand on fait du calcul quantique et donc je ne sais pas le lien, je prétends pas faire un lien forcément entre ces différentes choses, mais enfin je sais pas de quelle nature est ce lien et s’il est pertinent mais en tout cas ça m’intéressait bien d’essayer d’imaginer qu’il pouvait y avoir des choses exprimées en quantique qui soient de l’ordre du paradoxe et qu’on puisse les utiliser, qui ne soient pas forcement du bug. Parce que quand on produit des choses paradoxales sur des ordinateurs classiques, c’est juste pas possible de faire et il faut éliminer ça d’emblée, alors qu’en quantique peut être qu’on peut essayer de faire des choses avec. Enfin je sais pas c’est des questions que je pose, que j’ai posée à différentes personnes, peut être que ce sont des questions qui sont pas pertinentes dans le cadre du calcul quantique mais voilà c’est aussi une manière d’aborder la question du bug de se dire, est ce qu’on n’arrive pas à des situations paradoxales en superposant et en se trompant dans la superposition.

A : Ouais ça promet ! Bon là on a parlé de bug, d’applications qui marchent pas, en termes d’applications qui marcheraient, outre la cryptographie, quels seraient / sont / seront les applications des calculateurs quantiques ?

S.T. : Alors, ben justement, tout ce qui concerne les calculs très haute performance, donc souvent c’est des calculs qui sont mis en jeu dans la météo, dans les transactions bancaires.Enfin au delà de tout ce qui concerne la cryptographie. Et donc peut être qu’il y a, il y aurait un marché possible sachant qu’il n’existe pas pour l’instant. Sachant que pour l’instant il n’est pas évident à voir même si des fonds d’investissement prétendent qu’il y a de l’argent à se faire là dedans. Mais surtout je pense que l’intérêt c’est peut être revenir à ce qu’avait énoncé Feynman dans les années 80, que le principal intérêt de l’ordinateur quantique serait de simuler des systèmes quantiques. Et de vérifier des hypothèses de la mécanique quantique donc au fond là on s’engage aussi dans des voies utilitaires sur comment crypter des données, comment faire du calcul haute performance, peut être qu’au final l’intérêt de l’ordinateur quantique sera conforme à ce qu’en avait annoncé Feynman qui est le fait de simuler des systèmes quantiques.

A : Ok et puis ça représenterait que des avantages par rapport à l’informatique actuelle ou connaît-on des limitations aux ordinateurs quantiques ?

S.T. : Les limitations toute à l’heure j’en évoquais une avec le fait que il y a des communautés de hackers quantiques qui prétendent voir le jour, sur les calculs. Autant les calculs qui nécessitent beaucoup de ressources, comme par exemple la factorisation de nombres premiers etc., on peut imaginer que ça puisse avoir, que le calcul quantique puisse apporter une amélioration dans ce type de calcul là. Autant en classique il y a des calculs qui eux ne nécessitent pas forcément, qu’on peut résoudre très vite et dans ce cas là peut être que la solution quantique n’a pas forcément plus d’intérêt. D’autant qu’effectivement on passe, le calculateur tel que j’imagine qu’il arriverait dans les prochaines années, s’il y arrive, passerait beaucoup de temps et de ressources à gérer sa mémoire, à corriger ses erreurs donc il y aurait peut être là pas forcément un avantage à passer sur le quantique. Mais moi l’avantage que j’y vois c’est que ça permet tout de même un dialogue entre la mise en œuvre, en fait la technologie, et la physique fondamentale. Je pense que la recherche peut y gagner, la recherche fondamentale peut y gagner en éprouvant des hypothèses et que la technique peut essayer aussi de faire de la rechercher appliquée pour, enfin je sais pas . Pour l’instant je n’ai que cette idée du calcul haute performance et de la cryptographie mais voilà peut être que il y aura d’autres voies qui s’ouvriront. En tout cas je pense que la recherche en elle même peut se montrer assez fertile.

A : Ok. Après j’ai une question un peu plus générale donc on a parlé des calculateurs quantiques, est ce qu’on peut parler carrément d’informatique quantique c’est à dire que l’informatique, ce ne sont pas que des ordinateurs… Il y a toute la couche software aussi, ou logicielle. Existe-t-il des logiciels quantiques pour ordinateurs quantiques ? En quoi ça consiste ? Tu as dit tout à l’heure que ça existait pas encore mais est ce qu’il en existera ?

S.T. : Alors pour l’instant, comme l’ordinateur quantique n’existe il n’y a pas de soft quantique mais il y a des logiciels qui permettent de manipuler du calcul quantique sur des machines classiques et ces logiciels, bon ils datent un peu là pour l’instant (il y a Quantum) qui émanent souvent d’universités et qui représentent les calculs quantiques sous forme de circuits, donc c’est une forme graphique alors il y a un produits japonais qui s’appelle Quantum Computer Simulator. Donc, il y a ça, il y a aussi des logiciels, un autre simulateur qui lui représente les calculs mais sur les phénomènes physiques qui sont derrière, donc par exemple le trajet d’un photon comment il est dévié par un miroir etc… Et puis il y a en a un qui s’appelle LambQ qui est un langage de scripte qui prétend manipuler des principes de calculs quantiques, mais en fait c’est du calcul classique. Et le problème c’est d’avoir d’une part une représentation de ce qui se passe et puis de la même manière que dans le classique on avait le “et”, le “ou”, le “non”, la négation et tout. En quantique il n’y a pas de structure de contrôle, il n’y a pas de logique de propositions qui est proposé justement derrière ça. Donc pour l’instant on en est à faire du calcul de nombres mais pas forcément de propositions donc dès lors qu’on aura un calcul de propositions, enfin des recherches là dessus, je pense qu’on pourra imaginer un logiciel mais pour l’instant.. . Moi c’était ce que j’avais essayé de faire justement c’était d’essayer de me demander quelle serait la manière de programmer et donc je me suis engagée naturellement vers la représentation graphique des composants mathématiques, des matrices, des choses comme ça en jouant aussi avec de la réalité augmentée…Bon. Mais au final, je me retrouve dans un travers qui est que par le graphisme on peut pas tout exprimer et du coup il faudrait que je puisse me rabattre vers un langage de scripte mais comme j’ignore les structures de contrôle qu’il faudrait mettre en œuvre et que j’ai plus travaillé dessus… Donc pour l’instant moi je suis dans l’impasse là dessus et je pense que c’est une question fondamentale parce que pour l’instant on aborde la question du calcul quantique calcul de nombres, on l’aborde par le biais physique, comment on va construire ça, mais la partie logicielle quelles sont les outils logiques pour manipuler ça, je ne sais pas trop !

A : On avait une question de Johan, parce qu’on a essayé de crowdsourcé un peu les questions sachant qu’on ne comprendrait pas forcément ce qu’on allait demander… Il avait posé cette question aussi des façons de coder : seront-elles spécifiques pour un ordinateur quantique ? Donc ça on l’a vu. Et il se demandait, il pensait par exemple aux différences qu’il existe entre programmation sur un cœur unique et programmation parallèle : cette analogie a-t-elle un sens pour la “programmation quantique” ?

S.T. : Ben je pense qu’il faut commencer par s’appuyer là dessus et moi c’était un peu là dessus que je voulais. A partir du moment où je voulais basculer d’un mode graphique à un mode scripte, j’avais téléchargé un logiciel qui s’appelle R pour pouvoir faire du calcul en mode parallèle et me dire quelles sont les limites et quelles sont les subtilités, qu’on n’est pas tout à fait dans le même paradigme. Parce que est ce qu’un calcul d’une même fonction dans un état de superposition, sachant qu’il y a une interférence, est ce que ça on peut le représenter par des fonctions qui existent déjà sur du calcul parallèle. Donc la question est posée et je me la pose aussi en fait. Je pense qu’il doit y avoir une nuance mais je la connais pas, mais je pressens qu’il faut aller par là, c’est par là qu’il faut prendre la question mais je n’ai pas la réponse.

A : Bon on l’aura probablement en quelques millisecondes dès qu’on aura l’ordinateur quantique pour. Moi je me posais une question de béotien, est-ce qu’un ordinateur quantique peut diviser par zéro ?

S.T. : Je ne peux pas répondre forcément à cette question là, ce que je peux dire c’est qu’il y a des opérations qui sont pas possibles en classique et qui sont possibles en quantique, notamment par exemple le fait qu’on puisse avoir la racine carrée d’une négation. Donc si on reprend par exemple la sphère de Bloch qui est sur le site de Podcast Science, c’est une sphère qui représente un qbit, c’est un mode de représentation, c’est pas celui que moi j’ai adopté mais c’en est un qui est très répandu et qui dit que par exemple le “1” est au nord et le “0” est au Sud et si on se place sur une longitude de données, par exemple, imaginons qu’on soit en “1” et qu’on fasse faire une rotation de 180°, forcément on se retrouve en “0” donc cette rotation de 180° elle transforme le 1 en 0 et le 0 en 1. Donc on peut dire que c’est cette rotation correspond à une négation. En revanche si on fait une rotation de 90° on va se retrouver à un endroit qui est entre le 0 et le 1 et imaginons qu’on mesure l’état de la particule à ce moment là on aurait 50% de chances d’avoir “1” et 50% de chances d’avoir “0” et cette rotation de 90°, si on la répète eh ben le “1” deviendra le “0” et du coup on aura une négation. Mais cette opération là, c’est en la répétant 2 fois c’est en la multipliant par elle même qu’on obtient la négation. De fait l’opération elle même c’est la racine carrée de la négation en fait. Et ça, autant de dire ce qui est vrai devient faux ce qui est faux devient vrai a un correspondant logique, autant cette racine carrée de la négation dans la logique des propositions elle n’a pas d’équivalent, c’est pour ça que je fais le lien avec le diviser par “0” parce que diviser par “0”, à part de dire que c’est l’infini on ne voit pas comment se le représenter.

A : Dans le même ordre d’idée je me demandais donc, pas par rapport à la division par “0”, mais à ce qui fait l’informatique quantique, dans les ordinateurs qu’on connait aujourd’hui les bits ne sont pas seulement … Ils sont également stockés sur des disques durs. Transmis via les réseaux. Quid des qbits… Est-ce qu’on va aussi les stocker et les transmettre ?

S.T. : Alors effectivement les stocker pour stocker un bit, historiquement on perforait des cartes avec soit un trou soit pas de trou qui permettait, dans la matière, d’inscrire la données. Le problème, par exemple quand on utilise des photons c’est que c’est le temps de propagation de la lumière, le photon est doté d’une vitesse et donc, par exemple, il faudrait dans une fibre optique de 15km on stockerait l’information pendant 70ns, ce n’est pas possible, ça pose des inconvénients. On ne peut pas imaginer d’avoir des longueurs de fibre optique aussi longues. Le temps est pas maitrisable etc. et donc ce qui a l’air d’être fait mais j’en parle n’étant pas spécialiste du domaine c’est de faire en sorte d’échanger les états superposés entre la lumière et la matière, c’est à dire qu’un état superposé de lumière, on va essayer de le stocker dans des sous niveaux d’énergie du niveau fondamental d’un atome et faire en sorte que l’atome reste dans cette superposition de deux énergies. Et puis à un moment donné, restituer, essayer de restituer le photon dans son état superposé. Et donc ce sont des stratégies où on transfère, on transfère les états quantiques à l’aide d’un laser (ils appellent ça des lasers auxiliaires des choses comme ça) et de fait on arrive aussi du coup à fabriquer ce qu’ils appellent de la lumière lente, ce sont des stratégies de transfert d’états quantiques de la lumière dans de la matière et vice versa et c’est ce que j’ai pu lire de la manière de stocker l’information quantique dans la matière.

A : Ok. Je ne suis pas sûr d’y voir beaucoup plus clair ! Je pense que dans quelques années ça semblera totalement évident. Sinon sur la recherche qui est ce qui la finance aujourd’hui ?

S.T. : Alors il y a à la fois les privés et le public. Donc parmi les privés, par exemple, Shor faisait partie de la société AT&T qui finance beaucoup de recherche autour de ce sujet là, IBM aussi on l’a vu avec celui qui a créé le prototype, en fait de calcul de Shor. Bennett qui est une grande figure du calcul quantique a travaillé chez IBM. Voilà il y a HP, Toshiba, Google, donc beaucoup de privés qui visiblement payent pour voir et font de la recherche appliquée. Sachant qu’il y a des fonds d’investissement, il y en a un qui s’appelle QWave capital qui, lui, s’intéresse plus au marché de la communication cryptée. Je pense que c’est justement auprès de QWave que ID Quantique a fait ses levées de fonds et qui a évalué à 20 milliards de dollars le marché de la communication cryptée. Mais par ailleurs il y a aussi le public, à travers notamment les universités en France, il y a quelques universités qui travaillent sur le sujet, il y a l’institut optique de Palaiseau, des projets européens comme un projet qui permet d’envoyer des clés quantiques sur un réseau commercial de communication, il y a le CNRS, Orsay. Et justement les états mettent pas mal d’argent sur la table en général. Par exemple aux USA il y a 80 millions d’euros qui sont dévolus à ce type de recherche mais 8 millions seulement pour l’Europe. J’ai vu qu’au Japon il y avait à peu près 25 millions, au Canada 12 millions, j’ai pas réussi à trouver les chiffres sur la France, je sais pas ce qu’il y a d’équivalent d’institutions comme par exemple aux Pays Bas il y a un centre de recherche dédié à l’élaboration de l’ordinateur quantique

A : Ah ouais carrément !

N : Je crois qu’on a fait une loi pour interdire la superposition à plus d’un état.

S.T. : Ah d’accord ! ah c’est pour ça !Par exemple à paris il y a le PCQC, Paris Center for Quantum Comuting et qui est une émanation de chercheurs de différents centres de recherche qui se mobilisent justement pour créer des évènements et puis faire connaitre ce domaine de recherche.

A : Ok. On avait encore une question, qui a été crowdsourcée elle aussi, c’est de nouveau Johan Mazoyer qui nous indiquait qu’en 1975, Moore a prédit que le nombre de transistors des microprocesseurs sur une puce de silicium double tous les deux ans, à peu près ce que tu nous disais en début d’émission, 18 mois plutôt je crois, dont découle une augmentation exponentielle de la complexité des ordinateurs. Cette loi est empirique, mais s’est avérée relativement exacte depuis son énoncé. Existe-t-il une transposition de la loi de Moore pour les ordinateurs quantiques ?

S.T. : Alors pour l’instant comme l’ordinateur quantique n’existe pas, qu’il n’est pas encore élaboré je pense qu’on ne doit pas avoir de tels retours empiriques sur le devenir, et sur la progression de la fabrication des ordinateurs quantiques. Donc du coup je peux peut être essayer de donner une réponse sur la partie théorique. Tout part d’un modèle mathématiques où donc on a des vecteurs avec des coefficients, on ajoute ça, on manipule des matrices qu’on ajoute et donc c’est un modèle qui est linéaire. Et il n’y a pas dans ce modèle là de termes non linéaires. Alors physiquement je sais pas trop à quoi ça pourrait correspondre mais ce que je sais c’est que ça perturberait, enfin tout ce qui a été bâti autour du calcul quantique en fait serait pas forcément valable. Donc peut être que la limite des ordinateurs quantiques c’est au fur et à mesure qu’il y aura de la recherche sur le domaine, peut être qu’à un moment donné les outils mathématiques permettront plus de pouvoir prétendre construire des ordinateurs quantiques. Je ne sais pas, peut être qu’il y a une limite à ce niveau là et puis surtout on peut aussi se tourner vers les gens qui sont très sceptiques vis-à-vis de la fabrication des ordinateurs quantiques donc qui s’intéressent au calcul quantique mais sans prétendre fabriquer des ordinateurs quantique notamment Serge Haroche, qui un peu avant les années 2000, disait qu’en fait ce domaine là de recherche ne devrait pas nous apprendre comment on construit un ordinateur mais pourquoi c’est impossible de le construire, un tel ordinateur. Tout l’enjeu c’est de savoir si ces ordinateurs seront construits ou pas. Bon maintenant il faut regarder, il y a des effets d’annonce en général, alors peut être que correspondant à ces 18 mois ou ces 2 ans moi je dirais que les effets d’annonce ils y sont à cette fréquence là donc tous les 18 mois on annonce qu’on a fait un pas de géant vers la fabrication du calculateur quantique. C’est ça la réponse à la question peut être.

A : Ok tu t’es bien débrouillée, merci beaucoup. Bon on a eu plein plein de questions d’auditeurs dans la chatroom qui étaient vraiment inspirés par le sujet. Irène tu as réussi à les relever ?

I : J’arrive, désolée j’avais enlevé mon micro. Oui on en a eu beaucoup effectivement. Elles sont plus ou moins techniques. On commence maintenant ?

A : Ouais ouais allons y puis on va peut être essayé de traiter ça en mode question/réponse assez rapide parce que c’est vrai qu’il y en a pas mal.

I : Alors, on va commencer par David qui au moment où tu prenais l’exemple, d’ailleurs j’ai bien aimé, sur les cartes à jouer, il y a David Loureiro qui demandait ” en mécanique quantique ça s’appelle la mesure conjointe c’est ça ?”

S.T. : Euh…Oui peut être, enfin je ne pourrais pas l’affirmer.

I : Bon d’accord.

S.T. : C’est-à-dire, comme je l’ai dit,  moi je débarquais un peu là dedans il faut savoir que j’ai arrêté ces recherches pour des raisons de moyens en fait, parce que j’avais fabriqué mes idées à un moment j’avais besoin de plus pour pouvoir avancer, de puissance de calculs et travailler sur des grilles de calculs sauf que d’un point de vue administratif c’était pas possible parce que je ne suis pas académique, je ne suis pas universitaire donc même si je suis accueillie avec beaucoup de bienveillance par les chercheurs, ils ne peuvent pas m’ouvrir les portes des labos pour que je puisse venir bidouiller sur leur grille de calculs. J’ai essayé de chercher des financements mais je me suis trouvée un peu bloquée et de fait j’ai arrêté donc il y a 4 ans. Par exemple pour des questions, peut être qu’il y a 4 ans que j’aurais eu une réponse à ça, je vois bien de quoi il s’agit mais je voudrais pas l’affirmer.

I : D’accord. Alors ça c’est un avis plutôt personnel où David demandait est ce que Google a acheté D-Wave pour casser les codes de cartes bancaires et dominer le monde. Qu’est ce que tu en penses Sylvie ?

S.T. : Moi je pense que Google achète tout ce qui lui permet de toucher à des domaines divers et variés, et que donc c’est dans cette optique là, il s’est dit : l’acteur qui fait référence de manière internationale c’est D-Wave donc on va acheter D-Wave, de la même manière qu’on achète Oculus. Enfin voilà, je pense que ça fait partie de la stratégie de Google d’avoir une emprise sur tout domaine d’activité.

I : Ouais. Ensuite on avait une question de Fred qui nous dit question simple de la part d’un informaticien qui a l’habitude de programmer en binaire, comment programme-t-on l’opération “if then else” sur un ordinateur quantique ?

S.T. : Voilà c’est ce que j’appelais les structures de contrôle, il y en a 2, enfin si je schématise en informatique classique c’est le if et puis c’est la boucle, la répétition itération et ces structures de contrôle qui correspondent à de la logique de proposition n’ont pas pour l’instant, il y a le si-not, enfin ce qu’ils appellent le si-not en quantique c’est-à-dire une négation contrôlée, des choses comme ça mais ce n’est pas formalisé sous la forme d’une structure de contrôle sous la forme du type “if then else”, on pourrait imaginer du “if parallèle” ou “if superposition all”, c’était ce type de conjecture que je me faisais en attaquant le sujet mais… C’est tout le travail à faire sur les structures de contrôle en quantique, indépendamment des circuits qui représenteraient l’ordinateur quantique.

A : Irène on avait autre chose ?

I : Oui vous m’entendez ?

A : On t’entend !

I : On avait ensuite une question de Nico qui nous demandait comment on sait qu’un calcul est fini avec un ordinateur quantique.

N : Du coup je l’ai posée en live.

I : Bon j’ai raté, pardon. David qui nous demande ensuite : est ce qu’un ordinateur quantique ça sait faire autre chose que décomposer des grands nombres ?

S.T. : Oui ça sait ; par exemple il y a eu un algorithme qui s’appelle l’algorithme de Grover qui permet de faire des recherches dans des bases de données pas du tout structurées. Donc ,par exemple ,il faut imaginer un annuaire téléphonique et on a le numéro de téléphone mais on recherche le nom, et donc comme l’annuaire n’est pas trié dans l’ordre des téléphones mais plutôt par ordre alphabétique. On va supposer ça. Ce sont des algorithmes qui là aussi jouent sur les intrications sur les interférences pour accélérer la probabilité d’arriver au bon résultat et il y a aussi un autre dans la série du même auteur qui s’appelle les marches aléatoires et l’exemple qu’on donne c’est par exemple un homme qui vit dans un village .Dans le village il y a un réseau de rues et de quadrillages par exemple 5×5 rues et les maisons sont à l’intersection de ce quadrillage. Il a sa maison à lui et puis à un autre endroit dans la grille il y a le bar.Il passe la soirée dans le bar. Il est complètement ivre et il doit rentrer chez lui et de fait il essaie toutes les maisons avant de trouver la sienne et à chaque fois qu’il essaye une maison ,il ne sait plus d’où il est venu et donc il fait tout ça au hasard. Eh bien on montre qu’en classique, le nombre de tentatives qu’il doit faire pour arriver chez lui  est de 25, alors qu’en quantique ,si à chaque fois on superposait les états probables qu’il trouve sa maison à partir de là où il est, en 5 tentatives il arrive chez lui .Donc ça c’est une petite histoire pour illustrer un peu le type de gains qu’on peut faire, mais c’est aussi une autre voie qui s’appelle les marches aléatoires .Ce sont des voies de recherche et je pense que Google par exemple, ce type de choses pourrait l’intéresser.

I  :Oui c’est intéressant, c’est un bon exemple, je comprends bien comme ça.

S.T. : Qu’il soit bourré ? Ou qu’il trouve sa maison ?

I : Non, mais c’est vrai qu’ on comprend mieux l’intérêt du quantique vu comme ça effectivement

N : De manière générale il existe un théorème de l’ivrogne qui se fatigue, s’il se fatigue suffisamment vite on peut prouver qu’il arrive quelque part. Mais on ne sait pas forcément où il arrive. Par contre si il se fatigue pas suffisamment vite il peut aller aussi loin que possible. Voilà voilà !

I : Je ne sais pas quelle est la meilleure solution, au final .Je ne sais pas ce qu’il y a de mieux. Je pense que c’est la question de David qui suit. Elle me semble liée à ça. Il demande comment on compare un ordinateur quantique à un ordinateur classique en termes de MHz. Alors je ne sais pas si ce qu’il veut dire. Si c’est au point de vue performance ou au point de vue vitesse. Je ne suis pas trop sûre .

S.T. : En fait pour l’instant on le compare effectivement en nombre d’instructions. Alors moi j’ai des chiffres plutôt liés à ce qui s’appelle la complexité. Donc c’est indépendamment des fréquences de calculs, mais il  me semble  avoir lu qu’ au final un ordinateur quantique pourrait atteindre 1 ou 2 MHz je crois, mais que ça suffirait largement pour faire des calculs puisqu’il les fait en parallèle . Du coup, la fréquence ,en fait ,ce serait sa fréquence couplée de qbits qui pourrait déterminer sa véritable vitesse de calculs.

I : Ouais d’accord. Ensuite il y avait Maxence qui nous demandait:” sait -on réaliser toutes les opérations d’un processeur avec un ordinateur quantique? Si oui, l’ordinateur quantique est- il donc juste un problème technique ou plus théorique?

S.T. : C’est un problème théorique et il y a des opérations, enfin, il y a des problèmes qui eux, (par exemple multiplier deux nombres, tout ça ),il n’y a pas plus d’intérêt de le faire avec un ordinateur quantique qu’avec un ordinateur classique. Normalement, à terme, un ordinateur quantique doit pouvoir faire ce que fait un ordinateur classique et doit pouvoir optimiser certains problèmes. Je pense.

I : D’accord. Ensuite Julie nous demande:” Je ne comprends pas comment on peut intercèpter un message transmis par le biais de deux particules corrélés. Le principe de non localité empêche ça, non ?”

S.T. : Je pense que,là ,il y a deux principes de communication. Il y en a un qui est:” je transmets des qbits, dans une certaine base mais sans imaginer qu’ils soient, que les particules soient corrélées”Je pense que dans corrélées elle pense intriquées. Enfin bon, ça c’est le protocole qui s’appelle Bennett et Brassard où Alice envoie le photon et demande à Bob de les lire. Mais les photons, ils ne sont pas du tout intriqués. Là où ils sont intriqués, dans le cas par exemple de la téléportation ,et je n’ai pas abordé le cas où on intercepterait un message dans le cadre de la téléportation parce qu’ ,effectivement la question, on ne peut pas intercepter un message dans le cas de la téléportation puisque une particule est corrélée à une autre qui est intriquée à un endroit par exemple à Paris. Et puis il y a un autre ,un récepteur qui lui est à Rome et qui reçoit l’info par le biais de cette intrication.Entre les deux il  n’y a rien, il n’y a pas de canal de communication, il n’y a pas de l’information qui transite et donc dans le fait de pouvoir intercepter un message, je pense ,ou peut être je me suis mal exprimée, quand j’ai décrit le fait d’ envoyer un message.Et puis Eve qui intercepte ,qui espionne, c’était pas dans le cas d’une téléportation, c’était dans le cas d’une communication simple.

I : D’accord. Et au fait, c’était une question de Jojo, pas de Julie. Ensuite on a David qui nous demande combien de qbits on arrive à avoir en même temps sur le long terme.

S.T. : Alors ça c’est aussi un problème de fabrication. Par exemple, quand on utilise des ions piégés, on va en mettre plusieurs. Plus on en met, plus on accroit la probabilité ,justement ,qu’il y ait une décohérence parce qu’ il y aura trop d’interaction des particules entre elles ,et de fait, je crois savoir qu’on fabrique du coup des registres limités avec un nombre limité d’ions qui vont interagir ,se mettre en état de superposition, un autre ailleurs et puis après on essaie de coupler ça. Mais effectivement ,et alors je ne saurais pas donner, quantifier le nombre d’ ions qui permettraient d’avoir une chaine maximale avec une décohérence minimale, mais je sais que ça, ça pose un problème .Que plus on rajoute  de particules, plus la décohérence est rapide.

I : D’accord. Alors, toujours une question de David : c’était quand on parlait d’Everett et de Deutsch, il nous disait, il n’y a pas aussi une histoire qu’il y autant de mondes que d’états probables mais qu’en fait, ça ne prend pas en compte les probabilités d’apparition, je crois ,que cette étude des failles d’interprétation d’Everett que Deutsch a l’air d’avoir reprise si je comprends bien.

S.T. :Euh, oui.C’est d’ailleurs ce qui est reproché. C’est-à-dire que du coup, ça ne simplifie pas , parce qu’en général quand on adopte un nouveau paradigme. Il faut qu’il y ait un gain de simplicité, donc là, le gain, c’est de se dire: bon effectivement on parle de réalité ,ça permet d’affirmer que une particule peut interagir avec un autre état qui lui est réel, donc ça permet de conforter cette certitude que la réalité, ce mot, réalité, signifie quelque chose. Mais le problème ,c’est tout ce qu’il y a à dire, c’est-à-dire que ça complexifie énormément les représentations et du coup c’est ça qui est reproché à ce type de représentation.

I : D’accord.

S.T. : C’est que ça simplifie d’un côté, mais pour en fait démultiplier les complications de l’autre.

I : D’accord. Maxence ensuite nous demande,, enfin nous fait la remarque que pour le générateur du nombre purement aléatoire, il n’y a pas besoin d’ordinateur quantique.

S.T. : Oui, il n’y a pas besoin d’ordinateur quantique ,il y a besoin de mécanique quantique. Et il y a besoin d’être appareillé pour le faire et je pense qu’ID Quantique, les générateurs ,ils les vendent, je ne sais pas, 2000€ je crois ou quelque chose comme ça. Ce n’est pas un ordinateur, c’est un dispositif qui émet un nombre purement aléatoire. Ah non, la question c’était ,indépendamment de ça, pour avoir un nombre purement aléatoire on peut le faire sur un ordinateur classique c’est ça ?

I : Je pense.

S.T. : C’est peut être ça oui. Oui ,alors sauf qu’ il y a d’une part  que je pense que les organismes de jeux qui commandent ce type de dispositif, leur intérêt c’est d’être sûr qu’il n’y a pas de martingale et pas de défauts dans le dispositif qu’ils achètent pour générer un nombre aléatoire. Je pense que c’est ça l’intérêt,c’est de dire que physiquement, on est sûr que ce sont les lois de la nature qui garantissent un nombre aléatoire. Alors que si ils prenaient un ordinateur classique, bon, je ne sais pas, peut être qu’il y aurait des biais. Enfin, il faudrait savoir les arguments qu’utilisent ID Quantique pour vendre leur générateur.

N : En fait, avec un ordinateur classique c’est impossible de faire un parfait hasard. Après, pour voir la différence entre un hasard parfait et le hasard que génère un bon algorithme de hasard classique, il faut y aller, quoi. C’est pas non plus simplissime mais théoriquement le hasard que génère un ordinateur ce n’est pas un vrai hasard au sens où on l’entend. Donc,si on veut vraiment un hasard parfait, c’est pour ça qu’on peut s’orienter vers des solutions types quantiques qui ,au delà d’avoir ce dont tu parlais, a aussi au moins ,du point de vue modélisation physique qu’on entend, une notion de hasard intrinsèque qui est plus forte que la hasard simulé par un ordinateur qui utilise des choses diverses et variées du genre: la date, l’heure avec les secondes exactes du genre le mouvement de la souris de l’utilisateur etc…

I : D’accord. Alors, toujours David, qui nous dit:” un ordinateur quantique permet de faire des machines de Turing ?” Alors je sais pas du tout ce que c’est, honnêtement, une machine de Turing.

S.T. :Il faudrait que je me replonge là dedans. Je sais qu’ il y a des gens qui travaillent sur des machines de Turing quantiques.Donc je ne suis pas suffisamment au fait pour décrire ce que c’est, mais visiblement il y aurait une nuance entre les machines de Turing et la machine de Turing quantique ,mais je ne peux pas en dire plus malheureusement, je ne peux pas répondre à cette question.

A : Ca fera un devoir pour David. Pour David Loureiro. Voilà.

I : Exactement. Alors ensuite il y a Kioku57 qui nous demande :”Est-ce que l’ordinateur quantique trouve des applications dans la recherche sur l’intelligence artificielle ?”

S.T. : Pas que je sache. En tout cas ce n’est pas du tout l’axe de recherche actuel. Les applications, elles sont plus pour l’instant liées au calcul et justement à comment on formule et quelle logique on va mettre derrière  avant de pouvoir aborder des questions telle que l’intelligence artificielle. En tout cas les chercheurs du domaine du calcul quantique ne sont pas du tout les mêmes que ceux de la recherche sur l’intelligence artificielle.

I : Hmhm. D’accord. Il y avait encore David qui nous disait : il faut oublier les ordinateurs numériques comme ceux que l’on a. C’est de la configuration. A mon avis le bon équivalent c’est vraiment les ordis analogiques avec des résistances, des condo, des choses comme ça des années 50. Je ne sais pas trop…

A : Oui,c’est peut être un petit peu hors contexte. Après coup, je ne sais plus à quel moment il en parlait exactement. On peut peut être enchainer avec la question suivante.

S.T. : Enfin, c’est sûr que par exemple le mode de représentation sous forme de circuit quantique rappelle beaucoup ce qu’on faisait dans les années 50. Ca c’est sûr,donc il y a une parenté ,peut être une parenté de démarche actuelle ,c’était ça qu’il a ressenti.

A : Irène ? T’est toujours avec nous on t’entend plus. Ok bon la question suivante était aussi de David Loureiro qui nous disait : je ne savais pas que R permettait de faire du calcul parallèle ,sûrement des modules comme dans Matlab pour faire du parallèlr.

S.T. :Alors, effectivement, c’était ce que m’avaient recommandé des chercheurs de l’INSERM qui pouvait me permettre de faire des calculs. Ils avaient une plateforme avec un module qui permettait de faire du calcul parallèle.

I : D’accord. Je suis revenue j’ai du avoir une coupure dans skype en fait, pardon. En fait il y a une question de Kyoku57:” La loi de Moore est encore vérifiée de nos jours ?”

S.T. : Oui. Visiblement. J’ai pas vu ,en tout cas c’est toujours un argument pour arguer du fait qu’il faudrait justement se diriger vers des recherches et la fabrication du calculateur quantique. Il faudrait qu’on vérifie les derniers chiffres mais je ne les ai pas vérifiés et aux dernières nouvelles, je n’ai pas encore entendu dire qu’elle était remise en cause. Peut être que plus on va s’approcher de la date critique…

I : Une dernière question de Puyo qui nous demande:” Et comment fonctionnera le spam quantique ?”

S.T. : Eh bien, je me penche sur la question. Je ne sais pas. Je sais que là, par exemple, justement, ce qu’avaientt les hackers suédois peut s’apparenter à une technique. C’est-à-dire qu’ on inonde Bob de messages non désirés et voilà quoi. Donc c’est une première amorce. Et nous allons observer. C’est très intéressant, j’ai toujours trouvé ça très intéressant à la fois les démarches pour établir un système ,mettre en place un dispositif et les détournements donc ,quand ils ne sont trop malveillants. C’est intéressant aussi de les observer parce qu’ils disent beaucoup de choses qu’on n’a pas prévues, des garde fous qu’on doit mettre.

N : D’autant que, quitte à faire une ouverture, comme on est sur la fin, tu parles là des hackers. Enfin, on parlait des hackers négatifs qui vont aller pirater le système ou l’ endommager ou le rendre inutile. Mais en fait, j’ai l’impression que la façon dont est fabriqué l’ordinateur quantique, c’est justement des bidouilleurs qui ont utilisé plein de choses de la mécanique quantique etc et qui décident d’en faire un calculateur qui utilise plein de choses qu’on pouvait penser à des moments compliqués ou a d’autres moments des défauts et qui finalement l’utilisent pour en faire un calculateur. Enfin ,ça fait vraiment penser à cette philosophie “hacker” dans le sens plus positif.

S.T. : Oui, probablement. Parce qu’en fait, la nécessité au début, la nécessité d’avoir un ordinateur quantique ne s’ imposait pas et la démarche de départ c’était: on va éprouver ,on va le tester ,le fait d’implémenter et c’est pour ça que je pense que le domaine du calcul quantique est très mathématique et est resté très longtemps dans ce domaine là. C’est que c’est un domaine de recherche qui est très très intéressant pour éprouver des concepts etc et qui ne nécessite pas forcément une implémentation physique. Or, la question de son implémentation physique ,elle est intéressante pour des gens comme moi qui se demandent :tiens, qu’est ce qui va se passer un peu dans le mode expérimental et le fait de construire un ordinateur, enfin d’éprouver ce qui a été montré en théorie,et bien ,c’est très très intéressant à observer aussi, quand bien même après, je comprends bien les détracteurs qui disent qu’on n’ y arrivera pas , ça sert à rien, c’est pas intéressant aussi pour d’autres aspects, pour des aspects théoriques, c’est pas forcément très très intéressant. Mais ce qui est intéressant ,c’est de voir le détournement qu’on peut en faire, détournement positifs, quoi. Les tests, ce qu’on peut tester, ce par quoi on va se laisser surprendre, ce qui va être remis en question.

I : D’accord. Moi j’avais une question un peu plus personnelle. Il me semble qu’il n’y a quand même pas beaucoup de femmes dans ce domaine. Est ce que tu viens d’une famille de scientifiques ? Comment tu es tombé dedans ? Dans cet univers là ?

S.T. :Alors, par exemple dans les chercheurs que j’ai rencontrés, il y a la parité en fait. Il se trouve comme ça. Dans cet univers du calcul quantique. Il se trouve que dans l’informatique là tu as raison, on est peu de femmes, je ne fais pas du tout fait partie d’une famille de scientifiques, j’ai suivi une voie scientifique par goût mais qui n’a pas été héritée d’un contexte familiale qui pouvait susciter des vocations scientifiques. Ceci dit ça m’a toujours passionnée la science, la manière dont je l’exerce, au départ c’est par l’informatique mais il y a différents domaines qui m’intéressent. et je m’y intéresse. J’aime bien la figure de l’amateur que prône Bernard Stiegler, l’amateur éclairé, c’est-à -dire je n’ai aucune prétention. C’est pour ça que je publie, je ne fais pas de recherche académique mais j’aime bien ce type de savoirs. Et après, quant à savoir pourquoi il y a peu de femmes, là après c’est tout un mode de représentation sociale, le fait qu’on n’ oriente pas les filles, les filles s’auto inhibent dans ce type de métier. Après, on traine des préjugés, des stéréotypes incroyables.

I : Oui, on ne va pas en faire un programme féministe .Est ce que tu as parfois des problèmes pour t’imposer justement en tant que femme?

S.T. : Non jamais, c’est assez particulier aussi ,c’est que je constate, c’est à dire que d’un point de vue factuel, je sais que la représentation des femmes par exemple dans l’enseignement supérieur ,elle est vraiment, plus on va dans l’enseignement supérieur dans les domaines scientifiques donc par exemple en informatique ,il y a maximum 25% de femmes. Ceci dit, moi dans ma pratique professionnelle, je n’ai jamais ressenti ça mais peut être aussi à cause d’une manière d’être et d’une disposition qui est que moi même je n’y pense pas.C’est-à-dire que je ne pense pas à qui j’ai en face de moi, si c’est un homme ou une femme et de fait peut être que moi même là, pour le coup, si par exemple il y a des résistances ou bien un scepticisme, je ne le mettrais pas sur le compte du fait que je suis une femme ,je le mettrai sur le compte du fait que je n’ai pas réussi à convaincre la personne. Et résultat des courses, j’ai vraiment traversé ces années là sans vraiment ressentir en aucune manière ni des remarques désobligéantes ni des résistances particulières, des attitudes machistes ou quoique ce soit.  Franchement, je n’ai pas rencontré ça.

I : C’est vrai que par ton boulot, tu as su aussi, j’imagine la façon dont tu travailles aussi peut-être ,,est moins dépendante. Enfin bref on ne va pas élaborer trop longtemps. Je crois qu’ Alan avait d’autres questions.

A : Merci Irène pour cette question, c’est vrai qu’elle était super intéressante et puis merci pour avoir réussi à intercepter toutes les questions de la chatroom et les relayer Chapeau, ce n’était pas gagné d’avance. Moi aussi j’avais une question qui n’était pas prévu au programme. Tu as beaucoup parlé de ton travail sur les modes de représentations. Est ce qu’il y a  moyen de les voir quelque part?

S.T. : Alors !Il y a le premier site, sur anabole.com/quantumdesigne.

A : On va mettre le lien dans la chatroom.

S.T. : Ceux que j’avais donnés. Ca, c’étaient les premiers éléments, il y en a d’autres dans le lien amateur.iris…. qui correspondent à une intervention que j’avais faite aux entretiens du nouveau monde industriel en 2010. Et là ,où il y a une vidéo je montre , sur la vidéo on voit en action les objets que je manipule. Et donc il y a des objets graphiques, il y a le fameux qbit que je manipule avec la réalité augmentée pour montrer comment, selon l’orientation de la base on n’a pas forcément les mêmes résultats. Il y a également, j’avais fait une représentation d’interférences à partir de sons. Donc ce sont des outils je dirais de vulgarisation. Mathématiquement .Et puis je parle aussi de comment j’ai essayé de coller au plus près de représentations mathématiques sachant que par exemple la sphère de Bloch ,elle est valable pour 1 qbit mais dès lors qu’on en manipule plusieurs, on n’a plus de mode de représentation graphique et c’est ce type de choses que j’ai essayé de résoudre. Donc voilà ,dans cette vidéo là, il y a toute une explication de comment on peut représenter les choses. Malgré le fait que ce ne soit pas représentable.

A : Formidable !J’ai bien hâte de voir, on trouve les liens dans la chatroom ,on les retrouvera bien sûr dans les notes de l’émission et puis dans la retranscription de l’interview. Je crois que Julie va s’y coller, bon courage à elle, ça va être long mais ça vaut le coup, c’est super intéressant.

Nico je crois que tu avais aussi une question pas prévue.

N : Oui, tant qu’à y être si moi aussi je peux rajouter des questions pas prévues… Alors! D’abord encore un truc pas prévu et même pas mis dans le conducteur parce que je me suis fait engueuler par Robin, juste quelques mots, il ya beaucoup de questions qui ont été soulevées par Sylvie et où il y a des réponses là dessus sur le dossier sur les algorithmes.Entre autres sur tout ce qui est les machines de Turing et sur qu’est ce que c’est qu’un algorithme, sur qu’est ce que c’est qu’un calculateur etc.. Voilà. Donc ça peut être intéressant d’aller rejeter un œil si vous vous posez des questions là dessus. C’étaient deux mots. Robin m’a engueulé parce que je n’avais pas interrompu à tout moment pour expliquer tout ça. En fait, contrairement aux apparences, je me suis un peu retenu.

A : C’est très bien bravo.

N : Et sinon, la question pas prévue c’était:tu nous as parlé de plein de bouquins que tu as lus, tu nous en conseillerais quelques un (sur le sujet ou non)? Genre les autobiographies d’Heisenberg, etc.?

S.T. : Alors moi, j’en ai effectivement sur la mécanique quantique .J’ai beaucoup beaucoup aimé l’autobiographie scientifique de Planck. J’ai beaucoup aimé parce qu’il raconte son désarroi, qu’il apprend, quand lui même découvre les quanta et ce que ça suscite en lui donc et puis les motivations pourquoi il en était là etc.. Donc ça j’aime beaucoup. J’ai beaucoup aimé aussi “ La partie et le tout” d’Heisenberg parce que d’une part, on y voit sa démarche; également on y voit aussi ses liens avec ses contemporains et ce qu’il y a de très très intéressant ,ça commence avant la guerre je crois et ça se termine après la guerre, sachant qu’il y a eu tout l’épisode où Hitler lui aurait demandé de comment on pouvait fabriquer une bombe et lui a demandé un petit temps de réflexion et après aurait répondu “et bien non, c’est pas possible ,ça couterait trop d’argent tout ça” ,il a dissuadé Hitler de faire ça et ensuite il en a fait part à Niels Bohr à un moment donné mais sans visiblement montrer d’états d’âmes particuliers et ça a marqué la fin de leur amitié et la manière dont il raconte ça est très très intéressante .Parce que la manière dont il raconte l’histoire vue de son côté et qu’au final, après, il a été mis en résidence surveillée mais qu’au fond lui il a été banni de la communauté de ses amis scientifiques parce qu’il était du mauvais côté.Evidemment, c’est lui même qui dit “j’étais du mauvais côté”,sachant que moi je n’ai pas construit la bombe et que vous qui étiez du bon côté vous l’avez construite. Donc tous ces débats sont très très intéressants parce que ça remet en perspective à la fois la dimension scientifique et comment ça ça s’inscrit dans une société et dans un temps très particulier.

N : D’accord. Merci, super ! C’est bien noté, et on rappelle à la chatroom et aux auditeurs qu’Heisenberg avant d’être un dealer de drogues était un scientifique. Alors je te relaisse la parole.

A : Ben moi je n’ai pas d’autres questions votre honneur. Sylvie,tu as évoqué quelques liens. Tu peux nous dire où on peut te retrouver sur l’internet mondial ? Donc t’es sur twitter je crois.

S.T.: Oui, Sylvie Tissot.

– @SylvieTissot

– http://anabole.com/

– http://www.anabole.com/paradoxes

– http://anabole.com/quantum-design/fr/index.php

– http://amateur.iri.centrepompidou.fr/nouveaumonde/enmi/ldt/index/irienmi2010_17tissot

A : C’était vraiment un entretien passionnant, un immense merci du fond du cœur.

S.T. : Merci à vous aussi ! De l’invitation.

Cette interview a été diffusée au cours de l’épisode 174 de Podcast Science.