ARC "COmputational, PHYsical and MAthematical approaches to complexity (COPHYMA)"

Ordinateurs ultraportables, tablettes tactiles, smartphones, puces: nos objets technologiques deviennent de plus en plus petits et compacts. Mais si la course à la miniaturisation continue, les composants électroniques ne fonctionneront plus seulement grâce aux signaux électroniques classiques: les interactions se feront également à l'échelle microscopique, voire atomique.

C'est sur cette théorie, dite de « l'information quantique », que travaille le QuIC (Centre for Quantum Information and Communication), Ecole polytechnique de Bruxelles, ULB. L'équipe essaie notamment de définir comment fonctionnerait, théoriquement, un système informatique régi par les lois de la mécanique quantique et comment exploiter les effets de ces interactions.

Le QuIC (Nicolas Cerf, Jérémie Roland) participe à l'ARC « COPHYMA », un projet qui s'intéresse principalement à l'application de ces théories dans la conception de « supercalculateurs »: des nouveaux ordinateurs du futur, exploitant les propriétés de la mécanique quantique pour résoudre des problèmes hors de portée de nos ordinateurs conventionnels. Le projet vise à évaluer la complexité d'une tâche (optimisation, recherche, tri de données…) pour déterminer quelles opérations un « ordinateur quantique » pourrait résoudre.

L'ARC implique également les informaticiens et mathématiciens de l'Algorithms Research Group (J. Cardinal, S. Langerman) et du Discrete Mathematics Group (S. Fiorini) en Faculté des Sciences, au vu des nombreux parallèles entre les théories et les outils des deux disciplines. Et la coopération porte ses fruits: entre le dépôt du projet ARC et son acceptation, les équipes ont déjà obtenu deux résultats importants sur la complexité de tâches de communication et d'optimisation. Mais il reste encore d'autres énigmes à résoudre comme, par exemple, la complexité de problèmes de tri dans un monde quantique. Si les ordinateurs quantiques n'existent pas encore, les chercheurs de l'ARC COPHYMA tentent bel et bien d'en baliser les contours et les limites.

Nicolas CERF

Ecole polytechnique de Bruxelles

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