How Quantum Computers Are Being Built

« Yousef, tu peux allumer l'ordinateur, s'il te plaît ? J'ai besoin d'imprimer quelque chose », appela la mère de Yousef depuis la cuisine. Yousef, toujours curieux, marqua une pause, le front plissé. « Mais attends, Maman, qui a inventé les ordinateurs ? Qu'est-ce que les gens faisaient avant ? » Il fila vers sa chambre, son carnet en cuir usé rebondissant contre sa jambe, déterminé à trouver des réponses dans son encyclopédie spéciale des inventions.

Yousef fit irruption dans sa chambre à coucher sur le thème de la science, remplie d'affiches d'inventeurs et de maquettes de machines. Il se jeta pratiquement sur la bibliothèque, saisissant l'ancienne Encyclopédie des Inventions, qui brillait. Alors que ses doigts effleuraient la couverture, la pièce commença à se dissoudre en couleurs tourbillonnantes de lumière. Il haleta, serrant le livre fermement. « C'est reparti ! »

Yousef trébucha, atterrissant lourdement sur les pavés. Il regarda autour de lui, déconcerté. Les cristaux lumineux avaient disparu ; il était maintenant entouré d'un atelier animé rempli d'étranges engins. Un jeune garçon à la peau brun moyen et aux cheveux blonds raides de longueur moyenne, glissés derrière ses oreilles, bricolait un appareil complexe fait de tubes à vide et de fils. « Où suis-je ? » marmonna Yousef, se relevant précipitamment.

« Tu dois être le nouvel apprenti ! » s'exclama le garçon blond, essuyant la graisse de ses mains avec un chiffon. « Je suis Leon. Et voici l'un des premiers ordinateurs quantiques ! Nous travaillons à améliorer la vitesse des calculs. Avant les ordinateurs comme celui-ci, il fallait des années aux cryptographes pour déchiffrer les messages. Maintenant, nous pouvons le faire beaucoup plus rapidement. » Yousef le regarda, les yeux écarquillés. « Des ordinateurs quantiques ? Mais comment ça marche ? »

Leon fit un geste vers un diagramme complexe sur le mur. « Les ordinateurs classiques utilisent des bits – des zéros et des uns. Mais les ordinateurs quantiques utilisent des qubits. Les qubits peuvent être zéro, un, ou les deux à la fois ! C'est comme, ainsi que le philosophe Arthur Schopenhauer l'a dit : « Le talent atteint une cible que personne d'autre ne peut atteindre ; le génie atteint une cible que personne d'autre ne peut voir. » L'informatique quantique nous permet de « voir » des solutions qui étaient impossibles auparavant », expliqua-t-il. Yousef griffonna furieusement dans son carnet.

« L'un des plus grands défis, » tonna Diego en entrant dans l'atelier, « est de maintenir les qubits stables. Ils sont incroyablement sensibles aux interférences. Même la plus petite vibration ou le plus petit changement de température peut fausser les calculs ! » Diego, un homme au début de la trentaine, corpulent et doux, avec une peau brun clair aux nuances chaudes et des cheveux blonds foncés courts et texturés avec des ondulations naturelles, ajusta un cadran sur un grand appareil cylindrique. « C'est pourquoi nous avons besoin d'un refroidissement extrême, » grogna-t-il, « à près du zéro absolu — plus froid que l'espace ! »

« Alors, vous êtes en train de dire que la moindre perturbation peut tout gâcher ? » demanda Yousef, les yeux écarquillés. Diego hocha gravement la tête. « Précisément. Nous utilisons des matériaux supraconducteurs, refroidis à l'hélium liquide. C'est une danse délicate. Mais, considérez ceci : en deux mille dix-neuf, Google a affirmé que son ordinateur quantique, Sycamore, pouvait effectuer un calcul en deux-cents secondes qui prendrait dix-mille ans au superordinateur le plus puissant du monde ! C'est la puissance que nous sommes en train de libérer. »

Soudain, le sol se mit à trembler ! De la poussière tomba du plafond. « Tremblement de terre ! » cria Léon. Une unité de refroidissement voisine bascula, répandant de l'hélium liquide partout. Les alarmes retentirent. « Les qubits ! Ils vont perdre leur cohérence ! » cria Diego, se précipitant pour redresser l'unité. Yousef se rappela quelque chose qu'il avait lu dans l'encyclopédie à propos de la fréquence de résonance : certains cristaux pouvaient absorber les vibrations. Saisissant son carnet, il feuilleta frénétiquement les pages.

« Ici ! » s'écria Yousef en montrant un diagramme du doigt. « Certains cristaux de quartz résonnent à des fréquences qui annulent les vibrations ! Si nous pouvons les placer près des qubits... » Diego, le visage maculé de crasse, regarda Yousef avec une lueur d'espoir. Leon rassembla rapidement une poignée de cristaux de quartz sur une étagère voisine et les positionna soigneusement autour des délicats qubits. Les vibrations diminuèrent. L'ordinateur se stabilisa. « Vous l'avez fait ! » s'exclama Diego.

Soudain, l'atelier scintilla, et Yousef se retrouva dans sa chambre, l'Encyclopédie des Inventions fermée sur ses genoux. Il courut à la cuisine. « Maman ! Je sais comment les ordinateurs quantiques sont construits ! Ils utilisent des qubits qui peuvent être zéro et un en même temps ! Et ils doivent être maintenus plus froids que l'espace ! Savais-tu que d'ici deux-mille-vingt-quatre, le marché de l'informatique quantique pourrait atteindre quatre-vingt-six milliards ? » Sa maman sourit, secouant la tête. « C'est incroyable, Yousef ! Maintenant, à propos de cette impression... À suivre ! »