L’essor de l’électronique numérique
Le 15 novembre 1971, l’Intel 4004, le tout premier microprocesseur était lancé sur le marché pour équiper des calculatrices de bureau Busicom.
Si on compare ce CPU 4 bits cadencé à 740 kHz à ceux de nos machines actuelles avec le procédé de fabrication du 4004 (10 µm), il aurait fallu une pièce de 21 m² pour faire tenir le dernier processeur Core. Doté de seulement 2 300 transistors, il est à la base de toute l’informatique moderne, en ouvrant la voie à la miniaturisation des ordinateurs…
Dès 1972, Intel lance une puce 8 bits bien plus puissante que le 4004, le 8008. Mais c’est surtout le successeur de ce dernier, le 8080, qui inaugure le règne du microprocesseur, car il sera rapidement intégré à de nombreux ordinateurs, dont l’Altair 8800, le premier micro-ordinateur.
Un cap est franchi dans les années 1980 avec les microprocesseurs
de la famille x86 qui vont équiper les ordinateurs PC pendant des décennies. Les microprocesseurs se fabriquent en série dans des salles blanches à partir de plaque tranchées dans d’énormes cylindres de silicium. Des puces qui révolutionnent notre quotidien. Outre nos ordinateurs, elles ont envahi nos appareils audio-vidéo, nos équipements électroménagers, nos avions et même nos voitures.
Il y a deux types d’architectures pour les microprocesseurs et microcontrôleurs actuels.
- De nombreux microprocesseurs (ordinateurs) utilisent l’architecture Von Neumann qui a l’inconvénient de ralentir le temps d’exécution d’un programme.
- Les microcontrôleurs (tablettes, smartphones, nano-ordinateurs) utilisent l’architecture Havard (RISC) qui a l’avantage d’exécuter un programme plus rapidement et de plus, ces circuits ont la particularité de moins chauffer. Par rapport au microprocesseur, le microcontrôleur possède tous les périphériques intégrés pour son fonctionnement, il a donc besoin d’aucun circuit supplémentaire.
Ces composants fonctionnent avec des codes binaires qui sont générés par des compilateurs utilisant des langages de programmation comme le C, C++, python, java, etc…
Exemple de code opérationnel qui gère le temps avec précision en utilisant les interruptions : timebase.h et timebase.c
Langage serveur internet : HTML, CGI, PHP
Montages à base de circuits numériques
Deux microcontrôleurs PIC du fabricant Microchip sont utilisés dans les applications DIY pour ondes électromagnétiques: le PIC32MX250F128B (32 bits) & le PIC18F26K22 (8/16 bits).
Le PIC32MX250F128B doté du bootloader (programme) pour le driver stk500v2 est compatible avec la marque GENUINO/ARDUINO (la carte Arduino Uno).
Le programme d’amorçage ou bootloader permet au circuit intégré de communiquer avec un PC à l’aide d’une connexion USB afin de charger, exécuter et tester le programme principal.
L’ordinateur quantique
L’informatique quantique est pour beaucoup une sorte de chimères. Beaucoup pensent qu’elle va bientôt remplacer l’informatique classique ou bien qu’elle permettrait de pirater n’importe quel dispositif de sécurité au monde. Mais la réalité est toute autre.
Hacker ou Geek ?
Pour beaucoup, l’informatique quantique relève uniquement du domaine de compétence des geeks. Eh bien, cette croyance n’est ni vraiment vraie ou fausse. Il est vrai que manier le quantique requiert quand même une bonne base en programmation, mais tout le monde peut y arriver avec un tout petit peu plus de connaissances et de jugeote.
Autre idée reçue à propos de l’informatique quantique : le hacking. En effet grâce à l’algorithme de Shor, beaucoup sont persuadés que les ordinateurs quantiques peuvent pirater n’importe quel système de chiffrement qui repose sur l’informatique actuelle. Il s’agit d’une idée plutôt intéressante pour les hackers du coin, mais que les ardeurs se calment !
D’un côté, ce ne sera possible qu’avec les machines quantiques qui sortiront d’ici 10 ou 20 ans. D’un autre côté, l’institut américain de standardisation (NIST) travaille déjà sur un système baptisé « post-quantique » justement pour se parer aux piratages quantiques. Oui ! L’informatique actuelle dispose d’assez de ressources pour mettre en place un tel système.
Du neuf avec du vieux, ce n’est pas si mal aussi
Pour ceux qui pensent que le quantique supplantera l’informatique classique dans le futur, ils risquent d’être déçus : Les spécialistes parlent en effet d’un rajout en tant que « couche supplémentaire » à la génération actuelle, et non d’un remplacement définitif.
Quelque part, cela veut dire aussi que l’accès aux ordinateurs quantiques pour tous ne sera pas pour demain.
« Quantum as service », comme il est si bien dit. En d’autres termes, on utilisera la technologie en tant que service, et donc seuls les boites spécialisées ou les grands laboratoires pourraient les utiliser. Et qui plus est, l’accès se fera exclusivement via le cloud, un peu à la manière des render farm déjà très exploités actuellement.
Les ordinateurs de bureau continueront ainsi de tourner sous la fenêtre de l’informatique actuelle pour les tâches quotidiennes. En revanche, les tâches plus complexes feront appels aux machines quantiques, ou peut-être pas vu que le HPC (High-performance computing), un genre de supercalculateur, répond toujours à nos attentes. Ou pourquoi pas les deux ?
IA autonome ?
Ce qu’il faut également savoir c’est que le domaine quantique fera office de plateforme pour booster les Intelligences artificielles. Attention, il ne s’agit nullement d’une autonomisation des IA par le quantique, même s’il est vrai que le développement du machine learning est très actif actuellement. De plus, malgré son avancée, l’informatique quantique n’est pas sans faille. Appelées « décohérence quantique », ces erreurs sont dues aux interactions des qubits avec leur environnement.
Le fait est que l’informatique quantique améliorera la vie de tous les jours d’une manière indirecte. Des entreprises et de grands organismes utilisent déjà des prototypes pour aborder des tâches complexes, à l’exemple de la gestion financière ou la gestion de la circulation. Cela ne veut pas dire pour autant que l’automatisation intégrale de nos outils quotidiens est au programme.
Rendez-vous sur le site officiel de Microsoft pour en savoir plus sur les idées reçues à propos de l’informatique quantique !