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Quand Quantum et Classique jouent ensemble
Jouer à Angry Birds sur un ordinateur quantique ? probablement une mauvaise idée. Mais l'intégration de la logique classique dans un circuit quantique est une étape cruciale vers des algorithmes quantiques utiles. Voyons cela de plus près.
Hypothétiquement, serait-il possible d'effectuer un appel Zoom sur un ordinateur quantique ?
Théoriquement, OUI. Étant donné que la logique classique peut être mise en œuvre par la logique quantique (c'est-à-dire que les portes NAND peuvent être traduites en portes de Toffoli), tout programme classique peut être exécuté sur un ordinateur quantique.
En pratique, c'est une mauvaise idée. Dans la plupart des cas, les ordinateurs classiques sont beaucoup plus efficaces que les ordinateurs quantiques pour traiter la logique classique. Ainsi, l'exécution de Zoom sur une machine quantique se traduira par une expérience utilisateur décevante. Les ordinateurs quantiques ont un avantage lorsqu'il y a une accélération algorithmique quantique. Il s'agit de cas très importants, mais actuellement rares.
Mais c'est là que les choses deviennent intéressantes : parfois, l'intégration de la logique classique dans un algorithme quantique est une étape nécessaire sur la voie d'un circuit quantique utile qui pourrait apporter un réel avantage.
La logique classique fait partie intégrante de certains des algorithmes quantiques les plus utiles, comme la création d'oracles complexes dans une recherche de Grover, l'intégration de la sagesse classique dans un ansatz VQE ou la comparaison du prix d'un actif à une référence lors du calcul du prix d'une option à l'aide de l'algorithme d'estimation de l'amplitude.
Avec le temps, le développement d'algorithmes quantiques va s'accélérer et la logique classique intégrée dans un circuit quantique jouera un rôle crucial. Toutefois, cette logique intégrée risque de devenir un goulot d'étranglement important.
Penchons-nous un peu plus sur cette question. Imaginez que vous conceviez un circuit classique qui exécute une fonction logique simple au niveau de la porte, et que vous le fassiez sans utiliser un langage d'abstraction tel que le VHDL. Si vous y parvenez, il pourrait ressembler à ceci -
Cependant, si vous utilisez un langage de haut niveau, l'effort devient beaucoup plus gérable, comme par exemple :
Si la conception d'un tel circuit classique sans langage d'abstraction est difficile, il est pratiquement impossible de concevoir - sans langage d'abstraction - un circuit quantique qui applique la même logique classique. Par exemple, voici un circuit quantique réel qui met en œuvre l'opération simple a² - b², sur deux petits registres quantiques :
Un tel circuit serait pratiquement impossible à concevoir au niveau de la porte. Comment l'ai-je réalisé ? Il a été synthétisé à partir d'un modèle de haut niveau en utilisant la plateforme Classiq, et vous pouvez voir le code ci-dessous.
Je n'aurais pas pu le concevoir sans la synthèse automatique, et je ne pourrais certainement pas concevoir des circuits quantiques plus complexes, à grande échelle, en appliquant la logique classique. De plus, ce circuit ne serait qu'une partie d'un circuit plus grand et plus complexe qui remplirait d'autres fonctions. Une plateforme telle que Classiq permet non seulement de concevoir des circuits auparavant impossibles, mais aussi de les optimiser dans le contexte de la fonctionnalité supplémentaire que le concepteur souhaite mettre en œuvre.
Les circuits hybrides quantiques/classiques sont là pour rester. Le fait de disposer d'outils de synthèse permettant la mise en œuvre de la logique souhaitée constitue une étape majeure et essentielle pour pouvoir affirmer en toute sécurité que nous sommes prêts pour l'avenir quantique.
Jouer à Angry Birds sur un ordinateur quantique ? probablement une mauvaise idée. Mais l'intégration de la logique classique dans un circuit quantique est une étape cruciale vers des algorithmes quantiques utiles. Voyons cela de plus près.
Hypothétiquement, serait-il possible d'effectuer un appel Zoom sur un ordinateur quantique ?
Théoriquement, OUI. Étant donné que la logique classique peut être mise en œuvre par la logique quantique (c'est-à-dire que les portes NAND peuvent être traduites en portes de Toffoli), tout programme classique peut être exécuté sur un ordinateur quantique.
En pratique, c'est une mauvaise idée. Dans la plupart des cas, les ordinateurs classiques sont beaucoup plus efficaces que les ordinateurs quantiques pour traiter la logique classique. Ainsi, l'exécution de Zoom sur une machine quantique se traduira par une expérience utilisateur décevante. Les ordinateurs quantiques ont un avantage lorsqu'il y a une accélération algorithmique quantique. Il s'agit de cas très importants, mais actuellement rares.
Mais c'est là que les choses deviennent intéressantes : parfois, l'intégration de la logique classique dans un algorithme quantique est une étape nécessaire sur la voie d'un circuit quantique utile qui pourrait apporter un réel avantage.
La logique classique fait partie intégrante de certains des algorithmes quantiques les plus utiles, comme la création d'oracles complexes dans une recherche de Grover, l'intégration de la sagesse classique dans un ansatz VQE ou la comparaison du prix d'un actif à une référence lors du calcul du prix d'une option à l'aide de l'algorithme d'estimation de l'amplitude.
Avec le temps, le développement d'algorithmes quantiques va s'accélérer et la logique classique intégrée dans un circuit quantique jouera un rôle crucial. Toutefois, cette logique intégrée risque de devenir un goulot d'étranglement important.
Penchons-nous un peu plus sur cette question. Imaginez que vous conceviez un circuit classique qui exécute une fonction logique simple au niveau de la porte, et que vous le fassiez sans utiliser un langage d'abstraction tel que le VHDL. Si vous y parvenez, il pourrait ressembler à ceci -
Cependant, si vous utilisez un langage de haut niveau, l'effort devient beaucoup plus gérable, comme par exemple :
Si la conception d'un tel circuit classique sans langage d'abstraction est difficile, il est pratiquement impossible de concevoir - sans langage d'abstraction - un circuit quantique qui applique la même logique classique. Par exemple, voici un circuit quantique réel qui met en œuvre l'opération simple a² - b², sur deux petits registres quantiques :
Un tel circuit serait pratiquement impossible à concevoir au niveau de la porte. Comment l'ai-je réalisé ? Il a été synthétisé à partir d'un modèle de haut niveau en utilisant la plateforme Classiq, et vous pouvez voir le code ci-dessous.
Je n'aurais pas pu le concevoir sans la synthèse automatique, et je ne pourrais certainement pas concevoir des circuits quantiques plus complexes, à grande échelle, en appliquant la logique classique. De plus, ce circuit ne serait qu'une partie d'un circuit plus grand et plus complexe qui remplirait d'autres fonctions. Une plateforme telle que Classiq permet non seulement de concevoir des circuits auparavant impossibles, mais aussi de les optimiser dans le contexte de la fonctionnalité supplémentaire que le concepteur souhaite mettre en œuvre.
Les circuits hybrides quantiques/classiques sont là pour rester. Le fait de disposer d'outils de synthèse permettant la mise en œuvre de la logique souhaitée constitue une étape majeure et essentielle pour pouvoir affirmer en toute sécurité que nous sommes prêts pour l'avenir quantique.
A propos de "The Qubit Guy's Podcast" (Le podcast du gars de Qubit)
Animé par The Qubit Guy (Yuval Boger, notre directeur marketing), le podcast accueille des leaders d'opinion de l'informatique quantique pour discuter de questions commerciales et techniques qui ont un impact sur l'écosystème de l'informatique quantique. Nos invités fournissent des informations intéressantes sur les logiciels et algorithmes d'ordinateurs quantiques, le matériel informatique quantique, les applications clés de l'informatique quantique, les études de marché de l'industrie quantique et bien plus encore.
Si vous souhaitez proposer un invité pour le podcast, veuillez nous contacter.
