D Wave One : Le 1er ordinateur quantique mis en service
L’Université de la Californie du sud vient d’annoncer avoir mis en service le premier ordinateur quantique du monde. Il utilise le processeur de D-Wave One commercialisé en mars dernier (cf. « D-Wave One : le premier ordinateur quantique est en vente »).
L’ordinateur quantique, une réalité pour les chercheurs
L’ordinateur est cette grande armoire ci-contre qui va permettre aux scientifiques de se pencher sur les défis de l’informatique quantique pour faire avancer la recherche. On parle de ce processeur quantique depuis 2007, date de sa première démonstration publique (cf. « D-Wave présente son processeur quantique ») contestée par certains académiciens à l’époque (cf. « Soupçon de fraude sur le calculateur quantique »), mais confirmée par la NASA (cf. « La NASA vient au secours du calculateur quantique »).
Le processeur quantique traite des qubits, l'autre nom du quantum bit, qui peut être un 1, un 0 ou une superposition des deux. Le processeur en question est capable de traiter 128 qubits par cycle d’horloge, ce qui lui permet en principe d’effectuer des calculs extrêmement complexes en un temps record.
Un nouveau chapitre de l’histoire de l’ordinateur quantique
Dans la pratique, les utilisations sont encore très limitées, mais les chercheurs espèrent que la mise en service de la machine et son étude vont permettre de trouver des réponses aux défis soulevés par ce genre de système qui portent souvent sur la compréhension et la manipulation des phénomènes quantiques qui les régissent. L’ordinateur a été installé dans un laboratoire financé par l’Université, Lockheed Martin et une initiative du département américain de la défense.
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Il se situe où en terme de puissance ? peut-on le comparer aux super calculateurs ?
Non, on ne peut pas.
En théorie, il est censé s'attaquer à des problème de complexité supérieure, et à en réduire l'ordre de complexité en posant le problème différemment et en le traitant avec ses capacités particulières.
Un super calculateur se contente de faire les opérations normalement mais à être puissant.
En pratique, on pourrait les seulement comparer pour un problème donné. (et pour que le machin quantique soit plus performant, il faut que ce soit des problèmes tordus et considérés comme insolubles sur une machine classique)
Et non, ca n'aide pas à cracker les mots de passe.
(mais tout ca, ca reste très théorique pour moi, parce qu'à part émuler le fonctionnement théorique d'un processeur quantique, ca reste théoriquement aussi impossible pour moi que le mouvement perpétuel)
J'avais lu à une époque que 128Qubits c'était la puissance nécessaire pour l'intelligence artificielle.
bon, petite mise au point
Point 1: Ce n'est pas un vrai 128 Qbits
--------------------------------------------
... mais bien un cluster de 16 processeurs de 8 Qbits.
La différence est énorme, car si chaques processeurs est bien capable de traiter 2^8 opérations par cycle
(soit 256 opérations), la puissance au finale est bien de 16 . 256 opérations/cycle, soit 4096 opérations en simultanée.
Un vrai processeurs de 128 Qbits peut traiter donc 2^128 opérations simultanément, soit ~3,4 x10^38.
128 Qbits ==> 83.076.749.736.557.242.056.487.941.267.522.000 <== fois plus puissant que 16 processeurs de 8 Qbits.
Point 2: Bien comprendre le machin truc Quantique
----------------------------------------------------------
En effet, ce chiffre est certes impressionnant, mais il ne peut s'appliquer que sur un certain type de calcul
pour être efficace. Si vous voulez appliquer un CPU quantique sur un programme qui fonctionne principalement de
manière séquentiel (c.a.d que les processus se suivent les uns apres les autres), vous aurez plus de résultat avec
une simple calculette... Vous devez utiliser ce genre de matos sur de l'algorithme purement parallélisable.
Point 3: Les chiffres ne font pas la mémoire
--------------------------------------------------
Ben ouiai, 256 opérations en un cycle d'horloge, c'est bien beau... mais le CPU reste bien a 8 Qbits lui...
Il ne sait donc traiter QUE 8 bits en entrée pour fournir QUE 8 bits comme résultat.
Point 4: L'intelligence artificiel. Oui MAIS...
-------------------------------------------------
l'avantage du CPU quantique, c'est sa capacité a fournir un vrai nombre aléatoire, ceci grace a son type de fonctionnement.
MAIS si certains on émis que 128 Qbits était assez pour simuler le cerveaux humain, il ferait mieux de réfléchir avant.
(pas contre toi Tadaaa@guest, mais bien contre ceux qui l'ont laché en premier ^^)
Le cerveau fonctionne en analysant les divers élément qu'il reçoit: la vue, l’ouïe, le touché, l'odorat, le gout.
128 Qbits, ça fait donc 128 bits maximum en entrée et en sortie du CPU, soit 16 octets.
Alors si vous arrivez a faire tenir une image HD capté par vos deux yeux, plus un son impeccable...
+ une information précise d'odorat, de gout et de touché, Le TOUT DANS 16 OCTETS, franchement vous êtes fort...
("No pasaran, le jeu", ca n'existe pas les gars ^^)
Qui plus est, l'A.I. est formé dans notre cerveau par l’interconnexion +/- fort de divers neuronne
TOUS SPATIALEMENT DISPERSÉ les uns des autres dans tout l'espace de votre cavité crânienne.
Un neurone pourra se connecter à un autre neurone MÊME SI ces deux neuronnes ne sont pas spécialement les plus près l'un de l'autre, et meme s'il ne "s'était jamais vu" avant. TOUT ce processus est appelé la plasticité.
DANS UN CPU QUANTIQUE, les qbits sont gravé en 2D sur un substrat de JeSaisPasQUoi. aucune plasticité possible.
Bref, la vrai intelligence artificiel viendra sans doute du quantique, ça oui. Mais pas pour tout de suite...
Attention: ce sont des HYPOTHESES, des IDEES personnelles, cela reste donc ABSTRAIT et probablement invalidé par le terrain.
)

Il est plus probable que l'IA provienne de l'informatique quantique, sauf que:
- Je me demande si ce n'est pas, fondamentalement, la notion de travail sur du BIT qui est le coeur du problème. Comme il est bien expliqué par delphi_jb, 16 bits, c'est court, inexploitable concernant la complexité des informations. La longueur en bits est une problématique... mais je doute qu'elle résolve absolument tout. Pourquoi? Comment du booleen (0 ou 1) peut servir à gérer des problématiques quantiques (avec plus de deux états)? Sans une révision de cet aspect fondamental, m'est avis qu'on n'ira que vers des simulations, et non de la véritable intelligence.
- L'autre aspect que suggère à juste titre delphi_jb, c'est la rigidité de l'architecture. J'ai du mal à percevoir comment un système rigide peut s'adapter, sauf à cumuler les sous systèmes rigides qu'on agencerait les uns par rapport aux autres. Si je caricature, un processeur classique, c'est un assemblage très complexe de portes logiques "simples" (AND, OR, NOR, XOR...). Alors, pour l'architecture quantique, je suppose qu'on en revient à quelque chose approchant... or, on constate, et ce par l'exemple du fonctionnement d'un cerveau humain, que c'est l'adaptation et la modularité qui permettent un fonctionnement aussi complexe.
- Je ne sais pas comment on peut comparer la "puissance" d'un système quantique avec n'importe quel autre système de processeur classique. L'indice de performance a-t-il un sens?
Un ami m'a lancé une chose intéressante un jour de beuverie (oui bon... je sais
"Tu sais ce qui nous différencie de la machine en terme de capacité de traitement?
Demande à une machine et à un être humain de calculer une racine cubique d'une valeur énorme... La machine gagnera.
Demande aux deux mêmes acteurs ce qu'il s'est passé pour eux il y a quelques jours. L'homme ira plus vite à se souvenir."
Est-ce là que le quantique ferait gagner réellement de l'efficacité, à savoir sur la gestion de la mémoire, du "souvenir" électronique, en lieu et place de l'archivage (BDD, dossiers...) actuel?
Ce sont des remarques et interrogations. Je peux fort bien me tromper
mouais... l'ordinateur aurait juste a lire le log du jour en question... non?
Skynet on tha way \o/
Delphi_jb et Magellan merci pour ces petits détails que j'apprécie et surtout la manière de bien relativiser et de pas crier que le quantique est THE solution ;-)
mouais... l'ordinateur aurait juste a lire le log du jour en question... non?
Oui... et non: la recherche est quand même super séquentielle, et c'est un défi majeur des BDD (réseaux neuronaux, mise à la retraite des méthodes BTREES...) que d'accélérer cette recherche;
Notre mode de "stockage" des informations est tout de même étrange, et certainement pas binaire. Nous ne chercons pas séquentiellement, mais d'une manière que je ne saurais expliquer.
D'où l'écart entre nous qui "agençons" les informations d'une manière "émotionnelle" (souvenirs, importance en fonction de la tension nerveuse... etc etc), et non pas de manière structurée.
C'est sur cet aspect que je parle d'ordinateurs quantiques pour l'organisation et la réflexion sur la "priorité" de l'information.
@magellan Absolument pas.
La puissance de l'ordinateur quantique, c'est celle de pouvoir faire des calculs en parallèle (en utilisant des hypothétiques multiunivers parallèles).
Contrairement à un ordinateur classique dont la puissance augment de façon linéaire en fonction du nombre de bits que l'on ajoute (un processeur 64 bits a une capacité de calcul 2x supérieure à un 32 bits), chaque Q-bit que l'on rajoute double la puissance de l'ordinateur quantique.
Aussi, certains problèmes (dont par exemple la factorisation en nombres premiers) sont des problèmes non polynomiaux sur des ordinateurs classiques (si la taille du nombre à factoriser fait n bits, il faut au minimum 2^k.n opérations pour résoudre le pb - c'est une simplification). Sur un ordinateur quantique suffisamment puissant pour traiter un nombre de taille n, le meilleur algorithme connu aujourd'hui est polynomial (donc de l'ordre n^k opérations).
Mon avis personnel à propos de "l'intelligence artificielle" qui serait équivalente à un ordinateur quantique de 128 bits est que cette affirmation est totalement en l'air, et dépend de ce qu'on appelle "Intelligence artificielle".
Le problème de l'AI est que pour reproduire le fonctionnement de la conscience, il faudrait déjà en connaitre les bases.
Ajd, on suppose que le cerveau fonctionne grâce à des associations d'idées, et que le cheminement de la pensée et donc de la conscience repose sur une série de choix qui s’opère en arbre dépliant, avec à la base du chemin des choix basiques, puis de plus en plus évolués quand on remonte dans l'arbre.
La façon dont nous avons évolué font que certains choix viennent plus rapidement que d'autres (comme un ordre de priorité). Ce mode de fonctionnement nous permet d’interpréter le monde qui nous entoure et surtout de nous adapter.
Mais comment reproduire ce fonctionnement avec un ordinateur, qu'il fonctionne avec un processeur Qbit ou non, cela reste juste des algorithmes qui sont exécutés bêtement par la machine. A ce moment la, l'IA ne sera juste qu'une couche logicielle, si on peut parler de conscience encore.
@magellan Absolument pas.
La puissance de l'ordinateur quantique, c'est celle de pouvoir faire des calculs en parallèle (en utilisant des hypothétiques multiunivers parallèles).
Contrairement à un ordinateur classique dont la puissance augment de façon linéaire en fonction du nombre de bits que l'on ajoute (un processeur 64 bits a une capacité de calcul 2x supérieure à un 32 bits),
La notion d'adressage en bits ne définit pas la puissance à elle seule il me semble, mais le dimensionnement des données passées en mémoire, non?
De plus, c'est tout sauf linéaire quand il s'agit de paralléliser avec des processeurs classiques... les clusters n'ont pas une croissance linéaire en ajoutant "bêtement" des processeurs à ceux déjà présents, puisqu'il en faut également pour les synchronisations et la répartition de la charge.
Perso ce que j'ai retenu de cet ordinateur quantique, c'est qu'il sert (ou devrait pouvoir servir) :
- en crypto (et donc entre autres pour les services secrets et les militaires)
- en recherche fondamentale, en particulier en physique quantique
Dites moi si je me trompe.
La notion d'adressage en bits ne définit pas la puissance à elle seule il me semble, mais le dimensionnement des données passées en mémoire, non?De plus, c'est tout sauf linéaire quand il s'agit de paralléliser avec des processeurs classiques... les clusters n'ont pas une croissance linéaire en ajoutant "bêtement" des processeurs à ceux déjà présents, puisqu'il en faut également pour les synchronisations et la répartition de la charge.
La notion d'adressage n'a rien a voir avec la puissance de calcul. A la limite l'espace memoire adressable ce n'est que la place dispo pour stocker tes donnees, dont le temps d'acces est determine par le support memoire. Ses performances sont regies par le support memoire, point.
Dans le cas d'un ordinateur quantique, c'est la puissance de calcul, le processeur qui est concerne, et ca ne va a priori pas changer le temps d'acces a des donnees. Tout au plus l'algorithme de recherche dans une base de donnees pourrait etre accelere par un processeur plus performant, bien que je doute que cela fasse partie du champ d'application d'un ordinateur quantique (du moins a moyen terme).
@magellan Absolument pas.
Contrairement à un ordinateur classique dont la puissance augment de façon linéaire en fonction du nombre de bits que l'on ajoute (un processeur 64 bits a une capacité de calcul 2x supérieure à un 32 bits)
Attention a ce que tu dis, meme si je vois un peux ce que tu veux dire.
D'une part il faut clarifier les choses et eviter que certains comprennent mal ce que tu dis (je pars du principe que tu parles bien de la taille des donnees et non de l'adresse). En effet pas mal de personnes confondent adresse et donnees traitees, et vont penser qu'en faisant fonctionner leur processeur compatible x64 sous un OS compatible, ils vont obtenir 2 fois plus de perfs que si l'OS n'etait pas compatible et que leur proc fonctionnait en 32b. C'est bien sur faux car quand on parle de processeur 64b ou d'OS 64b, il s'agit bien sur de l'adressage et non du traitement des donnees. Ca joue simplement sur la quantite de memoire adressable directement (et donc dispo pour la memoire systeme) et n'a pas d'impact sur les perfs (si ce n'est que 2 fois plus de bits sont occupes pour l'adresse lors d'un transfert, ce qui peut eventuellement tres legerement reduire les perfs, mais c'est lie au transfert des donnees et non au calcul lui meme).
Ensuite pour revenir sur ce que tu dis sur le traitement de donnees sur 32b et 64b, c'est assez inexact. Si tu multiplies des donnees de 64b sur un processeur dont les unites de calcul sont prevues pour manipuler des donnees de 32b, il te faudra nettement plus de cycles que si les unites etaient prevues pour manipuler des donnees de 64b de base. Ces cycles pourront bien sur etre masques par ailleurs (par la latence memoire ou autre) au sein du pipeline, si bien que l'impact final sera moindre, mais le traitement a proprement parler des donnees n'est pas 2 fois plus rapide parce qu'il y a 2 fois plus de bits (ca serait le cas pour un transfert de donnees sur un bus par contre). Ici on parle de calculs et c'est plus complexe et dependant du calcul a effectuer.
Apres pour revenir au sujet, retenons simplement que 128 qubits, meme en mode 16 x 8 qubits, ca reste une puissance potentielle astronomique. Et justement, on peut s'attendre a ce que ces proprietes soient utilisables en astronomie.
bon, petite mise au point Point 1: Ce n'est pas un vrai 128 Qbits--------------------------------------------... mais bien un cluster de 16 processeurs de 8 Qbits.La différence est énorme, car si chaques processeurs est bien capable de traiter 2^8 opérations par cycle(soit 256 opérations), la puissance au finale est bien de 16 . 256 opérations/cycle, soit 4096 opérations en simultanée.
Ouai, donc cela confirme bien mes soupçons, c'est un processeur quantique autant que je suis chef des papoux.
En pratique, c'est juste 8 paquets de 256 processeurs, soit grosso-modo l'équivalent de 8 vieilles cartes graphiques.
Et chacun des 256 processeur est très occupé à simuler son petit paquet de bits.
Je file, faut que j'aille inventer la fusion froide en faisant chauffer une casserole d'eau.
L'ordinateur quantique implique un changement de paradigme pour la programmation.
On passe de paradigmes "mono-dimension" à un paradigme multi dimensionnel.
Programmer pour un ordinateur quantique implique de concevoir des algorithmes s'exécutant dans un espace vectoriel à n dimension où n est le nombre de qbits. Ceci n'est en rien de la programmation parallèle.
La théorie de calculabilité prouve que les paradigme "calcul quantique", "lamba-calcul" et machine de turing sont équivalent, c'est à dire qu'un problème qui se résoud dans un des paradigmes peut-être résolut dans les autres. (Il faut juste être capable de trouver l'algorithme qui le fait).
Il est difficile de comparer la puissance des différents paradigmes car théoriquement équivalent mais on sait que certains problèmes se résolvent plus facilement sur ordinateur quantique que sur ordinateur classique. Par exemple le calcul des nombres aléatoires
L'intelligence artificielle existe depuis que le papa du Lisp, John McCarthy a introduit ce terme dans les années 60 ! pour l'instant une machine est un système discret. Est-ce que le cerveau est discret ou continue, on n'en sait rien. Sinon, ma vision d'un machine quantique est qu'elle est adaptée aux problèmes NP-complets : il est difficile de construire une solution par algorithme (temps "non polynomial") mais on peut tester "rapidement" (temps polynomial) si une solution est bonne ou pas. Du coup, si on sait générer les solutions possibles et les tester rapidement, on peut résoudre le problème. C'est là où l'extrême parallélisme d'une machine quantique va aider. La factorisation de grands nombres (encryption RSA) est peut-être NP complet (je n'ai pas suivi les derniers travaux dans ce domaine et il y a plusieurs sous-classes de problèmes...).