La croissance technologique est constante dans le monde en ce moment, et chaque jour de nouvelles innovations, idées, technologies et mises en œuvre de technologies déjà existantes voient le jour. Actuellement en haut de la liste des inventions importantes se trouve l'ordinateur quantique. La nouvelle génération de systèmes informatiques est meilleure que les systèmes binaires que nous utilisons depuis longtemps.

Quels sont les ordinateurs quantiques?

Les ordinateurs quantiques sont des systèmes qui utilisent le phénomène de la mécanique quantique pour stocker et traiter des données. Au lieu d'utiliser des bits traditionnels, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, ou bits quantiques, qui peuvent coexister dans les états de 1 et 0 simultanément.

Deux bits ont quatre combinaisons possibles et ne peuvent contenir qu'une combinaison à la fois, tandis qu'une seule paire de qubits est capable de stocker simultanément les quatre combinaisons. Cela signifie qu'ils ont la capacité de traiter beaucoup plus de données.

Qu'est-ce que l'ordinateur quantique?

L'informatique quantique est un nouveau domaine de l'informatique qui utilise les idées de la théorie quantique pour résoudre des problèmes mathématiques et exécuter des modèles quantiques. L'informatique quantique utilise des particules subatomiques comme des électrons ou des photons et les associe à des bits quantiques, ou qubits, qui permettent à ces particules d'être dans plus d'un état à la fois.

Ce que cela signifie, c'est que les qubits connectés peuvent utiliser l'interférence entre leurs états quantiques de type ondulatoire pour effectuer des calculs que les ordinateurs binaires quotidiens mettraient une éternité à gérer.Le domaine de l'informatique quantique a été introduit dans les années 1980quand il a été découvert que des problèmes de calcul spécifiques pourraient être traités avec des algorithmes quantiques plutôt qu'avec les ordinateurs binaires actuels.

L'informatique quantique peut explorer de nombreuses possibilités différentes et trouver des réponses possibles à de nombreux problèmes complexes. Le système quotidien stocke des informations sous forme de bits, tandis que les ordinateurs quantiques utilisent des qubits pour stocker des informations dans une étape quantique qui utilise des 1 et des 0 de manière multidimensionnelle.

Comment fonctionnent les ordinateurs quantiques?

Les ordinateurs quantiques sont très différents des ordinateurs traditionnels. Ils traitent l'information d'une manière qui ne suit pas les bits binaires conventionnels auxquels nous sommes habitués. Au lieu de cela, les ordinateurs quantiques traitent l'information à travers des bits quantiques, ou qubits.

Les qubits ont une technique appelée superposition, qui est la capacité d'un système quantique à se trouver dans plusieurs états en même temps jusqu'à ce qu'il soit mesuré. Les ordinateurs quantiques utilisent plusieurs algorithmes pour mesurer et observer. Ces algorithmes sont mis à disposition par les utilisateurs, et l'ordinateur crée ensuite un espace multidimensionnel où les motifs et les points de données personnels sont stockés.

Source: Vers la science des données

Un facteur majeur dans le fonctionnement des ordinateurs quantiques est la construction physique de l'ordinateur. Un ordinateur quantique standard se compose de trois parties majeures. La première partie est l'ordinateur traditionnel et l'infrastructure qui sont chargés de la programmation et envoient des instructions aux bits quantiques.

La deuxième partie est une méthode sélectionnée de transférer des signaux de l'ordinateur aux qubits. La troisième et dernière partie est l'unité de stockage utilisée pour protéger les qubits. Cette unité de stockage doit être équipée des outils nécessaires pour stabiliser les qubits. L'unité de stockage doit répondre à certains besoins et exigences, comme atteindre près de zéro degré pour abriter une chambre à vide.

Cette partie est nécessaire en raison de la nature à haute maintenance des qubits. Le moindre problème pourrait entraîner la perte d'un état quantique ou des qubits sujets aux erreurs tombant en décohérence. Il est donc essentiel de prévenir même les vibrations les plus légères et les changements de température pour éviter la perte de qubits.

À quoi sert l'ordinateur quantique?

Le système traditionnel est utilisé pour résoudre plusieurs problèmes et effectuer différents calculs. Quantum n'est pas différent de lui à cet égard puisque le système est capable de relever les défis. L'informatique quantique a plusieurs cas d'utilisation, comme l'intelligence artificielle, la prestation de services financiers et la fabrication complexe.

Intelligence artificielle

L'informatique quantique pourrait potentiellement analyser et traiter une tonne de données plus rapidement que le système traditionnel, ce qui en fait une meilleure option lorsqu'il s'agit d'être appliquée à la technologie artificielle. Les ordinateurs quantiques sont capables de repérer des motifs difficiles ou impossibles à identifier pour les systèmes traditionnels. Ils peuvent rassembler, combiner et réorganiser des idées existantes de manière que les humains et le système traditionnel ne pourraient pas.

Prestation de services financiers

Le secteur financier est un domaine qui nécessite la puissance de traitement des ordinateurs quantiques. Les vastes ensembles de données que les institutions financières doivent trier seraient gérés par un ordinateur quantique. Ces derniers pourraient bénéficier à de nombreux domaines du secteur financier, comme les marchés financiers, la finance d'entreprise, la gestion de portefeuille, et bien d'autres encore. Enfin, étant donné que les ordinateurs quantiques excellent dans les domaines avec des flux de données en direct, leurs capacités de traitement faciliteront la diffusion du grand volume de données recueillies à partir des prix des actions en temps réel.

Fabrication complexe

Les ordinateurs quantiques peuvent rassembler de grands ensembles de données à partir de processus de fabrication défaillants et les traduire en différentes combinaisons de défis, qui, associés à un algorithme quantique, peuvent identifier quelle partie d'un processus de fabrication complexe a conduit à l'échec du produit.

Types d'attaque

Bien que l'informatique quantique en soit encore à ses débuts, les experts prédisent déjà le potentiel futur de cette technologie ainsi que le potentiel d'abus.

Dans un avenir proche, deux attaques majeures pourraient être rendues possibles par de nouvelles technologies qui pourraient représenter une menace pour la sécurité numérique.

Attaque de stockage

Ce genre d'attaque implique une personne malveillante ciblant des adresses vulnérables (portefeuilles dont la clé publique est stockée sur la blockchain) pour voler des fonds. Cela signifie que des tokens comme le Bitcoin et l'Ethereum seront plus vulnérables aux attaques d'ordinateurs quantiques lorsqu'ils sont équipés de ressources suffisantes.

Cela signifie que des centaines de milliards de dollars de cryptomonnaies pourraient être vulnérables aux attaques de stockage. Actuellement, les ordinateurs quantiques ne disposent pas des 10 millions de qubits nécessaires pour mener une telle attaque, mais les scientifiques prévoient que cette puissance de calcul soit atteinte d'ici environ 10 à 15 ans.

Attaque en transit

Une attaque de transit nécessiterait qu'un acteur malveillant tente de détourner une transaction de blockchain en cours de route et de diriger les fonds vers sa propre adresse. Cela nécessiterait beaucoup de puissance de calcul, mais sur une bien plus grande échelle et avec une difficulté accrue, car le détournement doit être effectué avant que la transaction ne soit traitée par les mineurs.

Pour qu'une tâche de ce genre soit accomplie, les scientifiques prédisent qu'un ordinateur quantique aurait besoin de milliards de qubits.

Les ordinateurs quantiques sont-ils une menace pour les cryptomonnaies ?

L'offre actuelle d'ordinateurs quantiques est un indicateur majeur que le nouveau système ne constitue pas une menace importante pour le secteur des cryptomonnaies pour le moment. Bien que les capacités de l'ordinateur quantique soient nombreuses, il devrait être exempt d'erreurs et de préoccupations, associé à des vitesses de calcul améliorées, avant de pouvoir accomplir un tel exploit.

Outre la vitesse de calcul, il faudrait également un niveau de puissance de calcul irréel pour être capable de lancer une attaque sur les installations de stockage.Il faudrait environ 10 millions de qubitsavant de pouvoir lancer une telle attaque.

Une attaque de transit serait beaucoup plus importante car le niveau de puissance de calcul nécessaire serait plus élevé. L'attaquant devrait déployer une quantité massive de puissance de calcul quantique pour prendre le contrôle du réseau avant que le temps de création de bloc ne s'épuise. Il s'agit d'une tâche beaucoup plus difficile, car elle impliquerait d'attaquer tous les nœuds du réseau. La fenêtre pour cette opération est relativement étroite. Par exemple, une attaque sur Bitcoinrequerrait de l'attaquant qu'il termine le processus en quelques minutes, tandis que celui surEthereumdevrait être terminé en quelques dizaines de secondes.

Avec la quantité de puissance de calcul quantique nécessaire, l'industrie crypto n'est actuellement pas menacée; au contraire, elle dispose de suffisamment de temps pour mettre au point un algorithme immunisé contre les attaques quantiques.

Protection contre l'ordinateur quantique

Actuellement, seule la menace potentielle que représente l'ordinateur quantique est connue. Les passionnés de crypto-monnaie et les développeurs de blockchain cherchent maintenant des moyens de protéger le monde de la crypto-monnaie de la menace que représentent les ordinateurs quantiques. La suggestion la plus populaire est la cryptographie basée sur les réseaux de treillis.

La cryptographie basée sur les réseaux est la construction d'une cryptographie qui implique des réseaux, soit dans la preuve de sécurité, soit dans la construction elle-même. Il s'agit de l'un des schémas de clé publique moins populaires qui peut résister à l'attaque des ordinateurs traditionnels et quantiques. Cela est dû à sa base sur un problème que les ordinateurs quantiques pourraient ne pas être en mesure de résoudre facilement.

Ces questions sont appelées le Problème du Plus Court Vecteur (SVP). Ce type de question implique généralement de trouver le plus court vecteur dans une latice de haute dimension. Les experts estiment que le SVP est difficile à résoudre pour les ordinateurs quantiques en raison du fonctionnement des ordinateurs quantiques.

Dans un ordinateur quantique, seulement lorsque les états des qubits sont complètement alignés, le principe de superposition peut être utilisé ; lorsque les états ne sont pas alignés, il doit recourir à des méthodes de calcul plus conventionnelles, c'est pourquoi il est très peu probable de réussir à résoudre le SVP.

Il existe des projets comme IOTA qui utilisent déjà la technologie du graphe acyclique dirigé (DAG), qui, selon les experts, est résistante à l'ordinateur quantique. Un graphe acyclique dirigé, contrairement aux blockchains construites avec des blocs, est composé de nœuds et de connexions. La technologie enregistre les transactions cryptographiques sous forme de nœuds, et les enregistrements de ces échanges sont empilés les uns sur les autres.

Faiblesses des ordinateurs quantiques

La plupart des systèmes informatiques ne sont pas à 100% exempts de défauts, et les ordinateurs quantiques ne font pas exception à cette règle. Un inconvénient majeur de l'informatique quantique est que la plupart des ordinateurs quantiques d'aujourd'hui sont principalement des prototypes et restent encore encombrants, chers et peu conviviaux.

Il est également confronté à des problèmes de démarrage que les développeurs ont encore du mal à résoudre. Un autre problème majeur est la question de l'entrelacement. L'entrelacement de plusieurs qubits simultanément est aussi difficile que d'assurer l'état approprié pour les processus quantiques.

Enfin, les résultats des processus quantiques présentent encore un taux d'erreur très élevé. Si tous ces problèmes étaient résolus, il y aurait un problème de sécurité que les ordinateurs quantiques posent aux mécanismes de cryptage. La puissance de calcul immense rendrait tous les mécanismes de cryptage actuellement utilisés inutiles.

Toute transaction ou tout type de connexion sécurisée effectuée sur Internet pourrait être piratée, entraînant le vol de données pouvant être utilisées à mauvais escient ou vendues. Cela poserait un problème pour les cryptomonnaies, car cela éliminerait la sécurité et l'anonymat associés à la plateforme.