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Liaison, 18 mars 2004

L'ordinateur du futur

Alexandre Blais cherche à concevoir un ordinateur au fonctionnement complètement nouveau, aux multiples possibilités et d'une extrême puissance. Les recherches de ce diplômé de la Faculté des sciences lui ont valu plusieurs prix. En septembre, le magazine Mclean's le désignait comme l'un des 50 Canadiens de moins de 30 ans qui «sont en train de changer le monde». En février, il recevait un prix du vice-rectorat à la recherche pour la meilleure thèse de doctorat, et tout récemment, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie lui décernait l'un de ses prestigieux Prix de doctorat.

CATHERINE LABRECQUE

Après avoir étudié du baccalauréat au doctorat au Département de physique, Alexandre Blais a joint en janvier 2003 les rangs d'un groupe de recherche spécialisé en physique de la matière condensée à l'Université Yale, où il effectue son postdoctorat. Au cours de ses études de maîtrise et de doctorat sous la direction d'André-Marie Tremblay, professeur de physique, et de Serge Lacelle, professeur de chimie, Alexandre Blais s'est intéressé à l'informatique quantique. Son doctorat portait plus particulièrement sur des questions à la frontière entre les aspects physiques et algorithmiques de l'informatique quantique.

À l'Université Yale, Alexandre Blais travaille en étroite collaboration avec un groupe d'expérimentateurs à la réalisation d'un nouveau prototype d'ordinateur quantique. «En plus d'être prometteur pour le calcul quantique, ce nouveau design est particulièrement intéressant puisqu'il présente de très fortes analogies avec un système étudié dans un contexte complètement différent en physique : l'électrodynamique quantique en cavité. Il nous permet de faire des ponts entre différentes branches de la physique.» Il admet qu'un des principaux défis est de développer des systèmes réalistes que les expérimentateurs peuvent vraiment tester au laboratoire.

Décoder des messages secrets

Fort différents des ordinateurs classiques, les ordinateurs quantiques pourraient offrir plusieurs avantages. «D'une façon générale, ils seraient idéaux pour la recherche en physique et en chimie. Un ordinateur quantique pourrait aussi factoriser efficacement des nombres entiers et chercher rapidement dans des bases de données. Plusieurs codes cryptographiques sont basés sur la difficulté de factoriser. Un ordinateur quantique serait donc un outil idéal pour briser des messages secrets. Des progrès récents dans le domaine des algorithmes quantiques laissent en effet croire qu'un ordinateur quantique pourrait briser la plupart des codes cryptographiques. On comprend donc l'intérêt que portent certaines agences gouvernementales aux ordinateurs quantiques.»

Quand on demande à Alexandre Blais la différence entre un ordinateur classique et un ordinateur quantique, il explique que les ordinateurs actuels sont basés sur les lois de la physique classique, tandis qu'un ordinateur quantique exploite des caractéristiques quantiques pour exécuter certains calculs avec une extrême vitesse. «Par exemple, un transistor quantique dans un ordinateur déterminé peut être dans plusieurs états à la fois, ce qui permet à l'ordinateur de réaliser simultanément plusieurs calculs. L'augmentation de la puissance de l'ordinateur est possible grâce à ce phénomène.»

Selon Alexandre Blais, l'ordinateur quantique ne remplacera pas l'ordinateur classique. «En pratique, les ordinateurs quantiques risquent d'être beaucoup plus efficaces que les ordinateurs classiques pour un petit nombre de problèmes. On peut donc imaginer que l'ordinateur classique transfère certains calculs à un «coprocesseur» quantique lorsque c'est nécessaire. On bénéficierait ainsi à la fois des qualités de l'ordinateur classique et de l'ordinateur quantique.» Même si les recherches progressent dans le domaine de l'information quantique, la possibilité d'utiliser un tel ordinateur n'est pas pour demain. «Le plus grand défi pour la réalisation de l'ordinateur est la fragilité des effets quantiques. Malheureusement, il est très difficile de préserver ces effets sur une longue période. Il faut donc trouver une manière de les prolonger assez longtemps pour réaliser les calculs voulus.» Pour effectuer de telles recherches sur un domaine de pointe, Alexandre Blais doit se montrer très créatif : «On tente d'inventer un nouveau type d'ordinateur et il n'y a pas de manuel d'emploi, tout est à imaginer!»

 


Alexandre Blais, diplômé du doctorat en physique en 2002, a obtenu l'un des quatre Prix de doctorat décernés aux meilleurs étudiants qui terminent leurs études de doctorat en sciences ou en génie dans une université canadienne. Chaque lauréat reçoit une médaille d'argent et une bourse de 10 000 $.

Photo SSF : Roger Lafontaine

 

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