Les ordinateurs actuels, basés sur la microélectronique Silicium, approchent de limites fondamentales dictées par les lois de la mécanique quantique. La poursuite de la course à la miniaturisation des transistors, la fameuse "loi de Moore", n'appelle aucune alternative : il faudra soit adapter l'architecture des circuits pour minimiser les nuisances occasionnées par les effets quantiques, ou alors changer radicalement d'architecture en ouvrant les bras à ces effets quantiques. L'ordinateur quantique suit cette deuxième approche.
L'ordinateur quantique n'est à l'heure actuelle qu'un beau concept théorique : celui d'une machine utilisant la mécanique quantique pour résoudre des problèmes beaucoup plus vite qu'avec un ordinateur classique, aussi puissant soit-il. Ce dossier en explore les promesses et les limites, après une brève introduction aux concepts fondamentaux de théorie de l'information quantique. Il se penche ensuite, et pour l'essentiel, sur les principales approches expérimentales suivies par la communauté scientifique : - Les circuits supraconducteurs - Les boîtes quantiques semiconductrices - Les centres NV dans le diamant - La résonance magnétique nucléaire - Les ions piégés - Les atomes froids en réseaux optiques - L'optique quantique
Une annexe décrit succinctement différents concepts clés d'information quantique qui ont joué un rôle historique majeur dans le développement de l'ordinateur quantique : le paradoxe EPR, la téléportation quantique, la cryptographie quantique, l'algorithme de Grover.
Sur le sujet de l'ordinateur quantique, les équipes de recherche américaines sont parmi les plus actives, et sont à l'origine de résultats remarquables. Ce dossier se concentre sur ces résultats, sans négliger toutefois ceux des équipes des autres pays (dont évidemment la France), lorsqu'ils présentent un intérêt particulier.
