Les avancées dans le domaine de l'informatique quantique ne cessent de surprendre les chercheurs et de redéfinir les limites de ce qui semblait possible en matière de calcul. Une récente découverte a mis en lumière l'énorme potentiel de cette technologie, avec un exploit scientifique majeur : un ordinateur quantique a généré des nombres véritablement aléatoires, marquant une première dans le monde de la recherche.Le concept de nombres aléatoires
Avant d'entrer dans le vif du sujet, il est important de comprendre ce que l'on entend par "nombres aléatoires". En théorie, un nombre aléatoire est un nombre qui ne suit aucun modèle prévisible. Les générateurs de nombres aléatoires classiques, utilisés dans des domaines comme les simulations informatiques, les jeux de hasard, ou encore la cryptographie, reposent sur des algorithmes qui, bien que très efficaces, restent déterministes. En d'autres termes, même si un générateur de nombres semble aléatoire, il est en réalité basé sur une séquence initiale (appelée "graine"
et pourrait être reproduit si l'on connaît cette graine.Cela contraste avec ce que l'on entend par « véritablement aléatoire », un concept qui ne peut pas être prédictible, même avec une connaissance complète des conditions de départ. C'est là que l'informatique quantique entre en jeu.
Théorie du hasard certifié
La capacité à créer un caractère aléatoire qui peut réellement être prouvé est appelée « caractère aléatoire certifié » et représente bien plus qu'un exercice mathématique ésotérique et époustouflant. Elle peut, en théorie, rendre le chiffrement beaucoup plus sûr ou garantir que des processus tels que la sélection d'un jury sont réellement équitables.
Il s'avère qu'une telle certification est aussi délicate que la génération d'un nombre aléatoire. Il faut prouver que l'ordinateur qui vérifie le caractère aléatoire est véritablement un tiers indépendant.
L'exploit scientifique : générer des nombres véritablement aléatoires
Une équipe de chercheurs de JPMorganChase, Quantinuum, Argonne National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory et l'Université du Texas à Austin a franchi une étape critique pour l'industrie en démontrant une application potentielle d'un ordinateur quantique. Le groupe a réalisé la première démonstration réussie d'un nouveau protocole d'informatique quantique pour générer du hasard certifié. Les chercheurs ont tiré parti d'une tâche conçue à l'origine pour démontrer l'avantage quantique, appelée Random Circuit Sampling (RCS). Cette technique s'appuie essentiellement sur l'informatique quantique (qui fonctionne selon des règles différentes de celles des méthodes informatiques classiques) qui, d'une manière ou d'une autre, produit plus de données aléatoires qu'elle ne peut en absorber. Cette tâche est irréalisable par l'informatique classique.
« Le principal défi pour tout client recevant des données aléatoires d'un fournisseur tiers, tel qu'un module de sécurité matériel, est de vérifier que les bits reçus sont réellement aléatoires et fraîchement générés », selon l'article.
L'informaticien Rajeeb Hazra, président-directeur général de Quantinuum, estime qu'il s'agit d'une « étape cruciale qui fait entrer l'informatique quantique de plain-pied dans le domaine des applications pratiques du monde réel ».
Il y a plusieurs années, les informaticiens Scott Aaronson et Shih-Han Hung, de l'université du Texas à Austin, ont proposé un moyen de générer des bits aléatoires certifiés sur la base d'un échantillonnage aléatoire de circuits - une méthode permettant de tester la capacité d'un dispositif à tirer le maximum de magie quantique de ses qubits avec le minimum de bricolage classique.
« Lorsque j'ai proposé pour la première fois mon protocole d'aléatoire certifié en 2018, je n'avais aucune idée du temps qu'il faudrait attendre pour en voir une démonstration expérimentale », déclare Aaronson. « S'appuyer sur le protocole original et le réaliser est une première étape vers l'utilisation d'ordinateurs quantiques pour générer des bits aléatoires certifiés pour des applications cryptographiques réelles. »
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Envoyé par jrwerther
