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Piste B · Informatique quantique · Découverte · 20 min

Bit contre qubit

Pourquoi décrire n qubits demande 2^n amplitudes, et pourquoi cela ne signifie pas stocker 2^n résultats.

Prérequis : Qu'est-ce qu'un qubit ?

La croissance exponentielle

Trois bits classiques sont dans un seul des huit états possibles, par exemple 101. Trois qubits, eux, sont décrits par huit amplitudes à la fois. Avec 50 qubits, il faut environ un million de milliards d'amplitudes. C'est la raison pour laquelle simuler un ordinateur quantique sur une machine classique devient vite impossible.

Attention à la lecture naïve : cela ne veut pas dire qu'un ordinateur quantique calcule 2^n réponses en parallèle et les donne toutes. Une mesure renvoie seulement n bits. Tout l'art des algorithmes quantiques consiste à faire interférer les amplitudes pour que la bonne réponse devienne probable.

Visualisation interactive

Faites varier le nombre de qubits et observez la mémoire nécessaire pour stocker leur état sur un ordinateur classique (16 octets par amplitude complexe en double précision).

Bits classiques : états stockés
1 seul à la fois
Amplitudes 2ⁿ
1 048 576
Mémoire pour l'état (16 octets par amplitude)
16 Mio

Hauteur des barres : log₂ du nombre d'amplitudes.

Questions de compréhension

1. Combien d'amplitudes décrivent 4 qubits ?
2. Mesurer 10 qubits fournit combien de bits ?
3. L'état ∣01⟩|01\rangle est-il intriqué ?

Connectez-vous pour enregistrer vos résultats et votre progression.

Au laboratoire : Constructeur de circuits

Exercice appliqué

Combien d'octets faut-il pour stocker l'état de 30 qubits si chaque amplitude occupe 16 octets ?

Code exécutable

Calculez la mémoire nécessaire pour plusieurs tailles de registre. Python s'exécute dans votre navigateur (Pyodide), rien n'est envoyé à un serveur.

Tuteur IA

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