Processeur et mémoire: 5 bits. Cadence de fonctionnement: 215 Hz. Des caractéristiques qui pourraient sembler ridicules alors que n'importe quel micro en vente dans les grandes surfaces affiche ses dizaines de millions de bits de mémoire, capables de basculer des centaines de millions de fois par seconde. Pourtant, les chercheurs d'IBM ont fait le déplacement, cette semaine à Stanford, pour venir parler au congrès annuel HotChips, où les industriels ont pris l'habitude de présenter leurs derniers produits. La machine imaginée par le laboratoire Almaden du constructeur, associé aux universités de Stanford (Californie) et de Calgary (Canada), n'est pas d'un genre ordinaire. Elle ne contient ni silicium, ni circuits intégrés, ni câbles électriques. Le composant se présenterait plutôt sous la forme d'une éprouvette renfermant un liquide pourvu d'atomes de fluor emprisonnés dans des molécules qu'un arsenal imposant d'instruments scrute et manipule à l'échelle de l'atome. Le prototype est l'une des rares «puces» quantiques capables d'effectuer de réels traitements mathématiques sur des nombres. De l'avis de ses concepteurs, il serait le plus puissant du genre. Il sera détaillé dans un article soumis à la Physical Review Letters. Compte tenu de sa capacité, le prototype s'attaque à une échelle de problèmes largement à la portée des ordinateurs de bureau: sachant que quatre pièces sont reliées entre elles, quel est le nombre minimum d'étapes nécessaires pour passer d'une pièce donnée à une autre? Contrairement aux puces électroniques qui requièrent deux étapes, la puce quantique s'en tire en une seule opération. Un écart qui se creusera de manière exponentielle au fur et à mesure qu'augmentera la complexité du problème. Le secret de cette efficacité réside dans les étonnantes propriétés de la matière à l'échelle atomique. Pour peu que l'on parvienne à entretenir le fragile équilibre d'atomes en les isolant de leur environnement, ils affichent des propriétés qui dépassent l'entendement. Ainsi, le qbit, équivalent quantique du bit d'information élémentaire manipulé par la logique binaire des ordinateurs, peut stocker plusieurs valeurs simultanément. Là où un bit peut manipuler un 0 ou un 1, le qbit peut également stocker les valeurs 0 et 1 à la fois. Contrôlées à l'aide de champs magnétiques, les interactions entre les atomes ou les particules qui portent ces qbits font le reste: quand une puce électronique estampillée «8 bits» peut traiter un seul nombre codé sur 8 bits (compris entre 0 et 255) à la fois, un ensemble de 8 qbits peut opérer d'un coup sur 256 nombres! Pas question pour autant d'imaginer de futurs iMac ou PC utilisant des éprouvettes pour jouer ou taper son courrier. Comme le précisent les chercheurs d'IBM, si elle doit réellement voir le jour, la puce quantique sera réservée à l'informatique lourde, qui effectue les mêmes calculs sur des milliards d'informations, trie ou cherche des données dans de gigantesques bases. Autant de traitements pour lesquels les ordinateurs sont peu efficaces. Une seule puce quantique dotée de seulement 100 qbits pourrait traiter 2100 nombres à la fois.
