Glossaire de l'informatique quantique

Un algorithme de recherche quantique qui trouve un élément marqué dans une liste non triée quadratiquement plus vite que tout algorithme classique.

Un algorithme quantique de factorisation d'entiers offrant une accélération exponentielle par rapport aux meilleurs algorithmes classiques connus.

Une accélération ou une amélioration démontrée où un ordinateur quantique surpasse le meilleur algorithme classique sur une tâche pratique.

Un algorithme quantique-classique qui utilise une QPU pour des subroutines quantiques et un ordinateur classique pour l'optimisation et le contrôle.

Des techniques de post-traitement classique qui réduisent l'effet du bruit matériel sans correction d'erreur quantique complète.

Le benchmark d'IonQ pour le nombre de qubits effectivement utilisables qu'un système offre pour exécuter un algorithme, tenant compte de la connectivité, de la fidélité de porte et de la profondeur du circuit plutôt que du simple décompte de qubits physiques.

Un algorithme quantique précoce qui détermine si une fonction cachée est constante ou équilibrée en une seule requête, contre jusqu'à la moitié des entrées possibles classiquement, historiquement important comme première preuve que les ordinateurs quantiques peuvent offrir une accélération exponentielle.

Un algorithme quantique, nommé d'après Harrow, Hassidim et Lloyd, qui résout des systèmes d'équations linéaires exponentiellement plus vite que les méthodes classiques, sous un ensemble de conditions spécifique et restrictif.

L'incertitude statistique dans les résultats de mesure liée à l'exécution d'un circuit quantique un nombre fini de fois.

Le nombre total d'exécutions de circuit alloué à une tâche quantique : une limite de ressource pratique.

L'erreur totale tolérable accumulée sur un circuit avant que les résultats ne deviennent peu fiables.

Une séquence de portes quantiques appliquées à un registre de qubits, suivie de mesures.

Des techniques pour détecter et corriger les erreurs dans les circuits quantiques sans mesurer (et donc effondrer) les qubits.

Des algorithmes cryptographiques classiques conçus pour résister aux attaques des ordinateurs classiques comme quantiques.

Un circuit quantique paramétré dont les angles de porte sont ajustés par un optimiseur classique pour minimiser une fonction de coût.

L'algorithme d'encapsulation de clé basé sur les réseaux que le NIST a standardisé sous le nom ML-KEM, le remplaçant post-quantique de l'échange de clés Diffie-Hellman et RSA.

L'algorithme de signature numérique basé sur les réseaux que le NIST a standardisé sous le nom ML-DSA, le principal remplaçant post-quantique des signatures RSA et ECDSA.

Circuit Layer Operations Per Second : le benchmark de vitesse d'IBM mesurant la rapidité avec laquelle un système quantique exécute des circuits complets, associé au Quantum Volume pour la qualité.

Un protocole qui envoie deux bits d'information classique en transmettant physiquement un seul qubit, à l'aide d'une paire intriquée préalablement partagée pour doubler la capacité classique du canal.

La perte des propriétés quantiques lorsqu'un qubit interagit avec son environnement.

Le calcul classique qui transforme les mesures de syndrome d'erreur en une correction concrète.

Un ingénieur logiciel qui écrit des circuits quantiques et des algorithmes hybrides à l'aide de SDK quantiques comme Qiskit, PennyLane, ou HLQuantum.

Un algorithme qui estime la phase de la valeur propre d'un opérateur unitaire : la subroutine sous-jacente à l'algorithme de Shor et aux calculs d'énergie en chimie quantique.

Un algorithme quantique qui estime l'amplitude de probabilité d'un résultat marqué de façon quadratiquement plus rapide que l'échantillonnage de Monte-Carlo classique, base des accélérations quantiques proposées en tarification de produits dérivés et en analyse de risque.

Une mesure (de 0 à 1) de la proximité entre une opération ou un état quantique réel et sa cible idéale.

Un algorithme de signature numérique basé sur les réseaux que le NIST a standardisé sous le nom FN-DSA, choisi pour la taille compacte de ses signatures là où la bande passante ou le stockage sont limités.

Une corrélation quantique entre deux qubits ou plus, où leurs états restent liés quelle que soit la distance.

Relier plusieurs QPU via des interconnexions quantiques pour qu'elles se comportent comme une seule machine logique plus grande.

L'acte d'observer l'état d'un qubit, qui fait s'effondrer la superposition vers un 0 ou un 1 défini.

Noisy Intermediate-Scale Quantum : des appareils de 50 à 1000 qubits sans correction d'erreur complète.

Les portes fondamentales à un qubit X, Y, Z : formant la base de toutes les opérations quantiques.

Une opération unitaire qui transforme l'état d'un ou plusieurs qubits.

La porte H : crée une superposition égale de |0⟩ et |1⟩ à partir d'un état de base.

Controlled-NOT : une porte à deux qubits qui inverse le qubit cible lorsque le qubit de contrôle est |1⟩.

La porte CCX à trois qubits : inverse le qubit cible uniquement lorsque les deux qubits de contrôle sont |1⟩.

L'unité fondamentale de l'information quantique : l'analogue quantique du bit classique.

Quantum Processing Unit : la puce matérielle physique qui exécute les circuits quantiques.

Quantum Fourier Transform : l'analogue quantique de la transformée de Fourier discrète, exponentiellement plus rapide.

Quantum Approximate Optimization Algorithm : un algorithme hybride pour les problèmes d'optimisation combinatoire.

Le benchmark à un seul chiffre d'IBM mesurant la capacité globale d'un ordinateur quantique, en tenant compte des qubits, de la connectivité et de la fidélité.

Un qubit auxiliaire utilisé comme assistant dans les calculs quantiques, souvent pour la détection d'erreur ou le phase kickback.

Un qubit corrigé d'erreurs, encodé sur de nombreux qubits physiques : l'unité de calcul des ordinateurs quantiques tolérants aux pannes.

Le moment hypothétique où un ordinateur quantique casse la cryptographie à clé publique actuellement déployée.

Un qubit construit à partir d'un circuit supraconducteur contenant une ou plusieurs jonctions Josephson, refroidi près du zéro absolu et contrôlé par des impulsions micro-ondes.

Un qubit encodé dans les niveaux d'énergie internes d'un ion individuel maintenu en place par des champs électromagnétiques et contrôlé par des impulsions laser.

Un qubit encodé dans une propriété d'un seul photon, comme la polarisation ou le chemin, capable de voyager dans une fibre optique et de fonctionner sans refroidissement cryogénique profond.

Un qubit encodé dans les états internes d'un atome neutre individuel maintenu en place par un faisceau laser focalisé (une pince optique), les états de Rydberg étant utilisés pour intriquer les atomes voisins.

Un qubit encodé dans l'état de spin d'un seul électron ou noyau confiné dans une boîte quantique semi-conductrice, fabriqué à l'aide de procédés adaptés de la fabrication de puces conventionnelle.

Un qubit théorisé qui encode l'information dans le tressage de quasiparticules exotiques, de sorte que les erreurs sont supprimées par la topologie même du qubit plutôt que corrigées après coup.

Un système qui relie des processeurs quantiques séparés en distribuant de l'intrication entre eux, généralement transportée par des photons.

Une approche spécialisée du calcul quantique qui trouve des solutions à basse énergie pour des problèmes d'optimisation en faisant évoluer lentement un système de qubits depuis un état de départ simple vers un état dont la configuration de plus basse énergie encode la réponse.

La capacité d'un système quantique à exister dans plusieurs états à la fois.

Une représentation géométrique de tous les états possibles d'un seul qubit, comme un point sur une sphère unité.

Un algorithme de signature numérique sans état, basé sur le hachage, que le NIST a standardisé sous le nom SLH-DSA, offrant un repli conservateur si les schémas basés sur les réseaux venaient un jour à être cassés.

La démonstration qu'un ordinateur quantique peut résoudre une tâche spécifique, souvent artificiellement construite, plus rapidement que tout ordinateur ou algorithme classique, indépendamment du fait que la tâche elle-même soit utile.

Le processus de compilation d'un circuit quantique vers le jeu de portes natif et la connectivité de qubits d'un appareil spécifique.

T1 est le temps de relaxation énergétique du qubit ; T2 est le temps de cohérence (déphasage). Les deux limitent la durée d'un circuit.

Une unité de travail soumise à un service cloud quantique : un ou plusieurs circuits à exécuter sur une QPU ou un simulateur.

Un protocole qui transmet l'état exact d'un qubit inconnu vers un qubit distant à l'aide d'une intrication préalablement partagée et de deux bits classiques, sans déplacer physiquement la particule ni violer le théorème de non-clonage.

Le terme d'IBM pour les circuits quantiques trop complexes pour être simulés classiquement mais exécutables sur de vraies QPU.

Variational Quantum Eigensolver : un algorithme hybride quantique-classique pour trouver les énergies d'état fondamental.

L'un des quatre états à deux qubits maximalement intriqués : l'exemple le plus simple d'intrication quantique.