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Dans les agences de renseignements ou les grandes entreprises de l'informatique, beaucoup en rêvent : l'ordinateur quantique, qui serait assez puissant pour casser tous les codes. Les travaux des lauréats du prix Nobel de physique, reçu ce matin, pourraient aider à concrétiser ce rêve. Selon le comité Nobel, il s'agit de l'une des principales applications qui pourraient découler des découvertes des trois Britanniques récompensés, David Thouless, Duncan Haldane et Michaël Kosterlitz.

Des matériaux innovants

"Leurs découvertes ont permis des avancées dans la compréhension théorique des mystères de la matière et créé de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux innovants", a justifié la Fondation Nobel à la remise du prix.  Les trois physiciens ont employé des méthodes mathématiques avancées pour étudier des états inhabituels de la matière. Ils se sont aussi intéressés aux matériaux "exotiques" (qui se comportent donc de façon étrange), comme les superconducteurs, qui peuvent conduire parfaitement l'électricité, sans résistance, ou les superfluides, qui s'écoulent sans viscosité.  "Les découvertes faites par les prix Nobel ont entrainé une révolution conceptuelle. Ils ont introduit des idées nouvelles en physique qui ont, après, permis de donner lieu à des tas de nouvelles découvertes", explique Laurent Levy, professeur de physique à l'université de Grenoble-Alpes.


Ces matériaux superconducteurs et/ou superfluides recèlent potentiellement des applications révolutionnaires pour concevoir des ordinateurs quantiques. Les grands groupes informatiques et les laboratoires de recherche travaillent depuis des années sur les ordinateurs quantiques, qui seraient beaucoup plus puissants que les ordinateurs actuels car capables d'utiliser des propriétés étonnantes des particules permettant d'échapper aux règles de la physique classique. L'information la plus élémentaire des ordinateurs actuels est un "bit", forcément binaire (0 ou 1). Un ordinateur quantique utiliserait des "quantum bits" ou "qubits" capables d'avoir plusieurs valeurs en même temps, avec le potentiel de faire un grand nombre de calculs en parallèle, ce qui réduirait énormément le temps nécessaire pour effectuer une tâche.

Fragiles ordis quantiques

La principale difficulté pour concevoir un tel ordinateur quantique est qu'il est particulièrement fragile: il faut isoler individuellement toutes ses particules des influences extérieures afin de préserver leur état quantique, ce qui nécessite des températures très basses, des chambres protégées contre les rayonnements électromagnétiques, etc. Or les "isolants topologiques", sur lesquels travaillent les trois prix Nobel et leurs successeurs, ont la particularité de conserver leurs propriétés dans des états "étranges", notamment le froid extrême.. "On pourrait avoir un jour un ordinateur quantique où les effets topologiques sont importants, imagine Thors Hans Hansson, de l'Académie des Nobel pour la physique. Moi, je ne sais pas, mais des gens spéculent à propos de ça, je le sais".


La principale application de l'ordinateur quantique serait de casser des codes secrets. Les gouvernements se sont d'ailleurs intéressés à l'ordinateur quantique en espérant décrypter rapidement n'importe quel code informatique protégeant des secrets bancaires, médicaux, des informations défense ou du monde des affaires. Des documents divulgués par l'ancien consultant de l'Agence nationale de sécurité américaine américaine (NSA), Edward Snowden, ont révélé que celle-ci cherchait à créer un tel ordinateur.