Search

L'informatique quantique promet de résoudre plus vite des problèmes en les modélisant différemment. Le physicien américain Richard Feynman a posé les bases du calcul quantique il y a plusieurs décennies, et des travaux algorithmiques ont été publiés dans les années 90 par plusieurs chercheurs. Ils sont essentiellement connus grâce à deux algorithmes : Grover et Shor. Ces deux algorithmes font partie de ceux à connaître lorsque l'on souhaite approfondir ses connaissances en quantique. Mais leur compréhension nécessite de s'approprier les notions indispensables en calculs tensoriels et en manipulation de portes quantiques. La moitié de ce livre leur est consacrée avec comme objectif principal de permettre au lecteur de s'approprier les notions essentielles. En tout, ce sont quatre algorithmes issus des années 90 qui sont décrits et testés, et l'ouvrage démontre également que les expérimentations numériques sont en cohérence avec la théorie. Les auteurs vont plus loin en mettant l'accent sur les fondements physiques et mathématiques de ces algorithmes et en introduisant les métaheuristiques quantiques, plus récentes. Ces dernières permettent de parcourir efficacement un espace des solutions et complètent ce qui se fait couramment en optimisation avec des méthodes telles que le recuit simulé, les algorithmes génétiques ou le GRASP. Cet ouvrage se veut pragmatique, les éléments théoriques indispensables y sont introduits au fur et à mesure, et les auteurs proposent des solutions à des problèmes de référence en optimisation. Chacun d'eux est accompagné d'une implémentation informatique. Le tome 1, Introduction à l'informatique quantique, des mêmes auteurs, paru aux Éditions Eyrolles, présente notamment les portes et détaille leur utilisation avec des calculs réalisés le plus souvent sous forme matricielle. À qui s'adresse cet ouvrage? Aux élèves d'écoles d'ingénieurs en informatique dont le cursus comprend une partie optimisation et qui souhaitent découvrir le monde du quantique. Aux ingénieurs des centres R&D qui souhaitent se former sur une nouvelle voie de recherche pour la résolution de problèmes difficiles. Aux enseignants qui souhaitent ouvrir de nouveaux cours et TP dans leurs écoles ou formations universitaires.

Les années 1970 ont abouti à l'informatique telle que nous la connaissons aujourd'hui. Nos ordinateurs actuels sont le fruit d'une lente évolution qui a permis de passer d'ordinateurs volumineux à lampes à des micro-ordinateurs de bureau à base de puces électroniques. La puissance de calcul de ces machines'classiques'dépend de plusieurs éléments (fréquence du processeur, mémoire centrale...) et la loi de Moore a postulé que la puissance des ordinateurs, liée au microprocesseur, suivait une croissance exponentielle. Au cours des dernières décennies, l'évolution des machines a effectivement suivi cette tendance. Toutefois l'augmentation des puissances de calcul se heurte maintenant à des limites physiques. D'où l'importance de l'informatique quantique qui permet de radicalement changer de paradigme. Grâce aux dernières avancées techniques dans ce domaine, notamment par les entreprises D-Wave et IBM (les plus connues), il est désormais possible de tester et utiliser des machines'quantiques'. Cet ouvrage se veut pragmatique, les éléments théoriques indispensables y sont introduits au fur et à mesure. Vous seront présentés l'algorithme de Grover qui est incontournable mais également des méthodes itératives de type recuit simulé issu de l'informatique classique. Les exemples de ce livre font référence à des problèmes de référence en optimisation, comme celui du voyageur de commerce (TSP en anglais). Pour chacun, vous disposerez d'une explication théorique et d'une implémentation informatique. À qui s'adresse cet ouvrage? Aux étudiants en écoles d'ingénieurs en informatique dont le cursus comprend une partie optimisation et qui veulent découvrir le monde du quantique. Aux ingénieurs R&D qui souhaitent se former à cette nouvelle voie de recherche pour la résolution de problèmes difficiles. Aux enseignants qui développent de nouveaux cours et TP dans leurs écoles ou formations universitaires.