Fonctionnement du SuperCalculateur

Le SuperCalculateur qui est présent dans «Code Lyoko» est un «supercalculateur quantique», ce qui veut dire qu'il n'est pas fabriqué et ne fonctionne pas sur le même modèle que les ordinateurs habituels. Son fonctionnement est bâti sur des propriétés des objets de l'infiniment petit : des particules, telles que les électrons ou les protons, qui étant donné leur petite taille, obéïssent aux lois de la physique quantique, la physique des particules.

Il faut tout d'abord savoir que, comme tout ordinateur, ( ou «calculateur» ) l'ordinateur quantique utilise le langage binaire, c'est à dire que toutes les lettres de l'alphabêt, mais surtout tout les nombres sont «traduis» en une suite de 0 et de 1. Dans un odinateur normal, c'est l'état d'un transistor ( c'est grâce à cet élément que l'ordinateur peut calculer, donc travailler ) qui retranscrit cette suite : si le courant électrique passe dans le transistor, on a le chiffre 1, s'il ne passe pas, on a le chiffre 0.

Un ordinateur quantique ayant la propriété d'être très petit au regard du travail que l'on lui demande, il n'utilise pas des transistors pour retranscrire les 0 et les 1, mais des particules ( des objet élémentaires, donc minuscules ). La première des propriétés de ces objet qui est utilisé dans un ordinateur quantique est le fait que les particules ont une «direction», qu'on appelle le spin, et peuvent en gros pointer dans deux sens : en haut et en bas. Rien de bien particulier jusqu'ici.

Pour utiliser un ordinateur quantique, il suffit d'attribuer un des deux chiffres qui compose le langage binaire a un spin différent : 0 pour spin «haut» et 1 pour spin «bas». On utilise alors un puissant aimant pour connaître cette valeur. Le problème, c'est qu'ici intervient la deuxième et la plus surprenante des propriétés des particules : la superposition quantique.
Cela signifie que tant que l'on n'interragit pas avec une particule, donc tant que l'on ne l'observe pas, elle se trouve dans les deux états à la fois, à la fois spin haut et spin bas.
Et lorsque l'on l'observe, elle est obligée de choisir un seul état et ce, complètement au hasard !
C'est la décohérence.
Vous vous demanderez alors à quoi peut bien servir un calculateur qui vous rend au hasard plusieurs résultats différents lorsque vous lui demandez de faire un calcul ?

L'avantage de ce type d'ordinateur est qu'il peut faire plusieurs calculs exactement en même temps, avec les mêmes particules. Vous vous dites que l'ordinateur avec lequel vous lisez cet article est aussi capable de cela ? Et bien non.
Les calculs qu'il fait, il les fait à la suite, seulement tellement rapidement que vous ne vous en rendez pas compte, tandis qu'avec un ordinateur quantique, les calculs ne sont plus fait à la suite mais ensemble, en même temps.
Exemple : Avec 4 qubits ( un bit est un 0 ou un 1, «qu» pour quantique ), vous entrez 4 chiffres qui peuvent alors être les deux à la fois, et vous vous retrouvez avec 16 combinaison possibles, donc 16 calculs possibles !
C'est comme il y avait 16 ordinateurs qui travaillaient au lieu d'un seul ! La formule est simple : si il y a n qubits, il y a 2ⁿ calculs possibles, on comprend donc ( exepté le fait que le Retour vers le passé «créerait» une particule ) que le Supercalculateur double sa puissance à chaque retour dans le temps.
Ainsi plus il y a de qubit , plus l'ordinateur peut faire de calculs en une fois : avec 10 qubit ( donc 10 particules ) il peut faire 1024 calcul en même temps, et avec à peine 100 qubit, il peut en faire des milliard de milliard de milliard quasiment instantanément !
Loin derrière nos ordinateur traditionnels, pour qui réaliser une telle tâche prendrait une vingtaine de milliard d'années !
Le problème, c'est que cet avantage découle du fait que les particules valent 0 et 1 en même temps, or cet état disparaît sitôt qu'elles entrent en contact avec le monde extérieur, il faut donc les isoler des autres avec beaucoup de précaution. Pour cela , on commence par les refroidir pas loin du Zéro Absolu ( O°Kelvin, ou -273°Celcius), puis on les isole avec un champ magnétique ou une molécule spécialement conçue à cet effet.
Les propriétés d'un tel ordinateur, qui doit sa particularité aux particules quantiques, fait que programmer une tâche aussi simple qu'une multiplication est assez difficile car cela provoquerai un échauffement ( comme dans nos unités centrale normale ) qui détruirai le calcul des autres particules ( en chauffant, une particule interragit avec son envirronement, et donc risque de faire en sorte qu'il y ait décohérence, et anihilerai l'avantage du calculateur).
En revanche, il peut facilement prouver, par exemple, que deux nombres sont premiers, et donc casser les plus résistants des codes utilisés sur Internet, ou alors simuler les réactions d'une molécule testée en laboratoire.
Gérer un monde virtuel n'est donc pas difficle pour lui ! Ensuite, il ne reste plus qu'a transmettre les informations via des cables électriques normaux et les afficher sur un écran normal.
Voilà ce que l'on peut dire à propos du fonctionnement d'un calculateur quantique. ( Pour plus d'information, lisez le magazine Science et Vie Junior n°208) .