Pourquoi ?
En janvier 2019, au CES à Las Végas, IBM a présenté sa première offre commerciale quantique autour de son ordinateur à 20 qubits. Effet marketing ou véritable prouesse informatique ?

IBM Q System One (20 qubits) vs De’Longhi Espresso Machine (15 bars) : qui est le plus utile ?

KetKet (la poule quantique) est méfiante car, dans ce même salon, on lui a aussi vanté les mérites d’une IA basée sur de la blockchain quantique, le tout tenant dans une clé USB.
Alors, pour un packaging sensiblement équivalent, qu’est ce qui est le plus utile ? : Un IBM Q System One à 20 qubits ou une De’Longhi Espresso Machine à 15 bars ?
Comme bien souvent, le mieux est de se faire sa propre opinion…

Courbe d’apprentissage
La courbe d’apprentissage à l’informatique quantique peut-être représentée par 5 étapes. (compétences acquises X temps d’apprentissage)

1. Lecteur lambda de Science&Vie. Connait le principe, sans forcément comprendre l’implémentation ou les concepts physiques sous-jacents. Peut en discuter au café du commerce sans rougir.
2. Compréhension des bases : la notation Ket, la sphère de Bloch, les qubits, le système quantique dans C (corps des complexes), le calcul matriciel, les portes de Pauli (X,Y,Z), d’Hadamard, CNOT, Toffoli, et les matrices associées. Savoir appliquer ces notions élémentaires sur un simulateur quantique à 5 qubits et s’en vanter à la machine à café du boulot (c’est moi).
3. Compréhension théorique approfondie. Algèbre linéaire des espaces Hilbertiens. Les opérateurs (tenseurs), la théorie des codes d’erreurs, physique quantique et implémentation dans un ordinateur quantique. Les algorithmes de base (Oracle, Téléportation quantique, Bell ring, …). Commencer à se désocialiser.
4. Compréhension des algorithmes : Transformées de Fourier quantique (QFT), algo de Shor (factorisation), algo de Deutsch-Jozsa, Grover (search), correction d’erreurs, crypto, (…). Ecriture d’algorithmes inédits. Travailler pour la NSA et rigoler aux blagues de Dirac.
5. Désillusion du savoir : comme tous les grands physiciens, se dire que finalement, on ne comprend rien à toute cette sorcellerie. Se prendre pour Einstein qui n’a jamais cru à la mécanique quantique. Regarder TF1, NRJ12 ou W9. Se passionner pour les téléréalités.

Avant de vous lancer…
La physique quantique demande des compétences mathématiques avancées et une forme d’abstraction très différente de celle de la programmation classique. Il n’est pas étonnant que la majorité des journalistes ou des informaticiens plafonnent à l’étape 1 ou 2.
Autre problème : les algorithmes quantiques adressent des problèmes par nature complexe (sinon, l’informatique traditionnelle suffirait). Cela rend leur lecture encore plus ardue : avant de comprendre l’algorithme de Shor, il faut d’abord comprendre le théorème mathématique sous-jacent !
Beaucoup de chercheurs travaillent sur l’informatique quantique. Mais cela reste un domaine grand public assez confidentiel : 1 an après sa sortie (fin 2017), le kit de développement Q# de Microsoft n’avait été téléchargé que 5000 fois.

Ce blog : The Ket Quest
KetKet démarre de l’étape 1 et se sert de ce blog pour matérialiser ses progrès.  Le blog sera enrichi progessivement au fur et à mesure de son auto-apprentissage. L’ambition est d’écrire des articles lisibles, le plus simple et le plus concret possible (avec des applications sur IBM Q System One) qui guideront les apprentis sur la difficile quête du quantique.
Je ne suis pas un spécialiste du domaine, juste un autodidacte. Je m’excuse par avance pour les approximations ou contresens que j’aurais pu faire. Vos commentaires sont les bienvenus pour corriger des erreurs et enrichir son contenu.
Le contenu de ce blog est fortement inspiré de mes lectures en français ou en anglais sur le sujet, qui sont listées sur cette page.

Comment lire ce blog ?
Ce blog est constitué de pages. Chaque page est un chapitre abordant un thème nouveau. Ils sont rangés par ordre chronologique (suggéré) de lecture.

Et au final…
Si vous êtes débutant, je vous confirme qu’à court terme, la machine à espresso De’Longhi vous sera plus utile qu’un ordinateur quantique à 20 qubits 😀
Bonne lecture ! Have fun !

NB
Excellente introduction à l’informatique quantique dans Les notes scientifiques de l’office (Assemblée Nationale)

Page mise à jour le 29/07/2019