Au niveau atomique, les atomes et leurs composants, comme les électrons, se comportent différemment selon qu'ils adoptent les règles de la physique quantique pour former des systèmes quantiques. Dans ces états, ces systèmes peuvent être manipulés de telle manière que certains problèmes mathématiques et certaines opérations logiques peuvent être résolus en moins d'étapes qu'avec le calcul informatique conventionnel. Par exemple, un ordinateur quantique pourrait factoriser un très grand nombre entier en facteurs premiers (par exemple, 3 et 5 sont des facteurs de 15) sur une échelle de temps raisonnnable, alors qu'il faudrait des millions d'années pour résoudre le même problème avec le calcul informatique actuel. Au jour d'aujourd'hui, les processeurs multi-core les plus performants peuvent chiffrer ou décrypter un nombre de 150 chiffres. Mais pour un nombre à 1000 chiffres, il faudrait à peu près toutes les ressources de calcul disponibles dans le monde pour y parvenir, » a déclaré le directeur de recherche. « Alors que, en théorie, un ordinateur quantique ne mettrait que quelques heures », a t-il ajouté.

Une course sur le long terme et concurrentielle

IBM n'est pas le seul à s'investir dans la recherche en informatique quantique. L'Université de Santa Barbara et celle de Yale en Californie ont entrepris des recherches similaires. Cependant, Marc Ketchen fait valoir que seul IBM a les moyens de fabriquer des puces informatiques quantiques. Actuellement, seul Big Blue sait comment maintenir l'état d'une électrode suffisamment longtemps pour effectuer l'opération « avec une précision de 95%, » comme l'explique le chercheur. Les scientifiques voudraient parvenir à une précision supérieure à 99%, de manière à réduire les erreurs de données à un niveau qui permettrait d'utiliser la puce pour effectuer des calculs avec un degré de précision acceptable.

« Dès que le taux d'erreur de données sera suffisamment bas, on pourra combiner plusieurs éléments pour avoir un qubit parfait », a déclaré Marc Ketchen. « Pour l'instant, l'ordre de grandeur nous permet de construire quelque chose et d'avoir la bonne réponse. Nous devons aussi commencer à envisager la construction de systèmes plus complexes et les associer ensemble. »