Avec des ordinateurs quantiques déjà disponibles pour un usage commercial, bien que pas en grande quantité, je pense qu'il est temps pour les entreprises de commencer à réfléchir à la manière de les intégrer à leur arsenal de services informatiques. Le temps presse pour que les équipes de sécurité mettent de l'ordre dans leurs défenses avant la première attaque par ordinateur quantique.
À l'heure actuelle, il n'est pas vraiment possible d'acheter le dernier modèle d'ordinateur quantique et de l'essayer. Il faut un véritable cerveau architectural pour faire en sorte qu'une telle bête de calcul s'intègre dans une structure existante.
Quel type d'architecte serait nécessaire pour une telle tâche, et à quoi ressemblerait la conception ?
Quantum, Turbo et le chat
Lorsque les premières voitures turbo sont apparues, elles ont été commercialisées en collant le mot "Turbo" à l'arrière. Le mot est devenu synonyme de "puissance", si bien que très vite, vous pouviez trouver toutes sortes d'appareils électroménagers et autres gadgets arborant le mot "turbo". Une chose similaire semble s'être produite avec le mot "quantique", car je le trouve dans toutes sortes de contextes étranges comme la conception de maisons ou des modèles de travail.
"Le chat de Schrödinger" est un autre concept que certaines personnes associent à la technologie quantique. Schrödinger correspondait avec Einstein et a utilisé le chat dans une expérience de pensée destinée à réfuter (en théorie) l'idée que la superposition ne pouvait être révélée qu'une fois observée (avant cela, cela pouvait être n'importe quoi). Cette idée sur le comportement de la mécanique quantique est venue de Niels Bohr et Werner Heisenberg et est souvent appelée "l'interprétation de Copenhague".
NB : Un article récent de Jussi Lindgren et Jukka Liukkonen "a conclu que la corrélation entre un lieu et un élan, c'est-à-dire leur relation, est fixe. En d'autres termes, la réalité est un objet qui ne dépend pas de la personne qui le mesure." Pour moi, c'est vraiment cool parce que ça continue d'alimenter une discussion qui a commencé il y a 100 ans !
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Ordinateur quantique interne
Cela ne veut pas dire que chaque entreprise doit avoir son propre ordinateur quantique; c'est une commande difficile, en partie parce qu'ils sont assez chers et plutôt délicats à entretenir, mais aussi à cause du rythme effréné des progrès. Le risque prédominant qu'un ordinateur quantique soit obsolète avant même qu'il ne soit correctement rodé est un peu intimidant et devrait inciter les plans à se procurer un tel service.
Considérez également que les ordinateurs quantiques d'aujourd'hui n'ont pas vraiment d'équivalent à Windows ou Linux, un système d'exploitation générique qui fonctionne sur de nombreux matériels informatiques quantiques différents. Bien sûr, il y a des projets qui ont cet objectif, mais je pense qu'il faudra passer par quelques générations avant qu'une sorte de norme émerge.
Fait intéressant, la solution interne pour un ordinateur quantique nécessiterait une grande partie de ce que nous avons vu au début des ordinateurs centraux. Nous parlons d'un emplacement somptueux, d'un refroidissement complet, d'une consommation électrique excessive, d'une propreté draconienne, d'un accès expert uniquement et, bien sûr, d'aucune interférence externe. Si cela ressemble à votre entreprise, alors, par tous les moyens, allez-y avec un ordinateur quantique interne. Sinon, vous voudrez probablement envisager QCaaS—Quantum Computing as a Service.
QaaS, rapidité et confiance
Après avoir déterminé votre fournisseur de services de confiance, vous êtes maintenant mis au défi de savoir comment intégrer cette bête de service dans votre paysage informatique actuel. D'un point de vue architectural, c'est une bonne idée de collaborer avec l'équipe de sécurité à ce sujet. La connexion à un ordinateur quantique signifie également qu'il peut se reconnecter à vous, mais avec une différence significative de puissance de traitement. Soyez prudent car vous ne savez pas qui d'autre utilise le même ordinateur quantique chez votre fournisseur. La sécurité est mieux servie en entrée, pas en dessert.
J'ai déjà expliqué comment les ordinateurs quantiques peuvent utiliser des composants réseau standard pour communiquer et peuvent très bien exploiter leurs faiblesses. Il est donc temps de se préparer, sinon vous devrez avoir confiance que votre fournisseur a pris TOUTES les mesures de sécurité nécessaires et que TOUS ses clients peuvent également faire confiance. Comme le dit l'adage, "faites confiance, mais vérifiez".
Quel genre d'architecte ?
En ce qui concerne les architectes informatiques, il existe plusieurs domaines d'expertise dans cette discipline, et j'ai pensé n'en mentionner que quelques-uns afin de définir le paysage.
Entreprise
C'est là que les plans audacieux devraient commencer. Le tableau d'ensemble devrait, bien sûr, être guidé par les besoins de l'entreprise et alimenté par le marché en constante évolution. Votre architecte d'entreprise doit présenter des plans pour les domaines où l'informatique quantique apporterait un avantage concurrentiel à l'entreprise. Par exemple, l'industrie de la santé est omniprésente dans les ordinateurs quantiques en raison de leur capacité à faire ce que les ordinateurs classiques ne peuvent pas faire.
Candidature
L'architecte d'application aura un défi plus approfondi puisque les détails doivent être découverts. Comment l'ordinateur quantique interagira-t-il avec les systèmes hérités ? Où se situera l'ordinateur quantique dans le flux, et comment le flux réagira-t-il aux questions binaires recevant des réponses "non binaires" ? C'est peut-être une façon incorrecte de visualiser le problème - après tout, ce n'est pas la réponse qui est non binaire mais plutôt le processus d'obtention des réponses. Quoi qu'il en soit, je pense que cela ajoute une saveur vraiment intéressante au processus, n'est-ce pas ?
Ensuite, il y a l'application quantique et comment la développer. Vous n'avez peut-être pas besoin d'apprendre les mathématiques et la programmation des ordinateurs quantiques pour obtenir un avantage concurrentiel, mais je parie que ceux qui le feront auront un avantage certain. Ensuite, il y a l'argument selon lequel votre avantage réside dans les données que vous possédez et les questions que vous posez. Alors peut-être suffira-t-il d'utiliser les applications disponibles chez votre fournisseur QCaaS. L'architecte de l'application sera celui qui fournira les réponses ici.
IA
L'avantage concurrentiel réside-t-il dans la programmation proprement dite, ou réside-t-il dans le fait de poser les bonnes questions et de "simplement" fournir les données sur lesquelles l'ordinateur quantique peut travailler ? Ce que j'ai lu m'a fait réfléchir au pouvoir de poser la bonne question, surtout si vous considérez un ordinateur quantique avec des capacités d'IA. Actuellement, les ordinateurs ne font que ce que nous leur disons de faire. L'IA est sérieusement entravée par le manque de puissance de traitement des ordinateurs classiques, il est donc raisonnable de supposer qu'un ordinateur quantique non seulement débloquera cet obstacle, mais ouvrira également un espace sans fin pour que l'humanité pose les «bonnes» questions. n'avons pas envisagé TOUTES les conséquences possibles de notre question, nous pouvons constater qu'elle est interprétée d'une manière que nous n'avions pas anticipée. Un architecte peut-il concevoir suffisamment de mesures de sécurité pour nous protéger de notre propre incapacité à prévoir l'avenir ?
Données
Pour l'architecte de données, le défi devient encore plus granulaire puisque les deux environnements, quantique et classique, seront liés aux données de manière très différente. Là où l'ordinateur classique a l'approche d'un Seigneur Sith et traite dans l'absolu, l'ordinateur quantique est plus un Jedi qui peut sentir le flux et utiliser la force pour trouver la réponse. Encore une fois, comment faire interagir les données classiques avec les données quantiques est un dilemme qui me fait tourner la tête. Les mêmes données seront traitées complètement différemment dans ces deux domaines, ce qui signifie que la sortie doit être géré avec beaucoup de soin.
Puisque les ordinateurs quantiques peuvent traiter d'énormes quantités d'informations et, en même temps, essayer plusieurs solutions, la question est alors de savoir comment fournir toutes ces données à l'ordinateur quantique. Même avec des disques rapides, cela équivaut à avoir un supercalculateur accédant à une disquette 1.44. Je m'attendrais à une refonte majeure du magasin de données et des temps d'accès. Et ceci avant que nous n'envisagions la sécurité et l'intégrité des données. Très probablement, la technologie nécessaire n'a tout simplement pas encore été inventée.
Nuage
L'architecte du cloud est confronté au dilemme de savoir comment obtenir des informations vers et depuis l'ordinateur quantique. Tout coûte dans le cloud et cela inclut le transport des données. Selon le type d'opérations effectuées par l'ordinateur quantique, il peut avoir besoin d'énormes quantités de données pour explorer toutes les solutions possibles. Alimenter toutes ces données via le cloud peut devenir coûteux, mais peut-être que les avantages commerciaux l'emporteront largement sur les coûts.
D'un autre côté, je m'attendrais à ce que le nuage prenne une nouvelle dimension si nous utilisions des ordinateurs quantiques en orbite autour de la Terre. Des expériences réussies ont déjà été entreprises dans l'espace; cependant, même s'il y a beaucoup de vide et une abondance de froideur, il y a toujours le défi de l'interférence - mais nous verrons sans doute bientôt que cela sera réglé. Je pense donc qu'en tant qu'architecte cloud, vous avez le potentiel de développer votre rôle dans une direction très intéressante !
Sécurité
Le défi de l'architecte de sécurité n'est pas à sous-estimer. Si vous invitez un requin à dîner, ne soyez pas surpris s'il consomme beaucoup plus que ce qu'il y a sur la table. Ce à quoi je fais allusion ici, c'est le fait que, puisque la plupart des entreprises opteront pour le QCaaS, cela pourrait ouvrir une voie à double sens entre le fournisseur et les clients. Les protocoles de cryptage et de sécurité que nous avons aujourd'hui ont fait naître des alarmistes affirmant que ce serait une promenade dans le parc pour les ordinateurs quantiques de briser toute sécurité disponible en quelques secondes. Pourtant, d'autres prétendent que nous avons déjà une sécurité suffisante et qu'il n'y a pas lieu de s'inquiéter. Je suppose que seul le temps nous le dira.
Seules quelques entreprises ont pris des mesures concrètes en matière de protection des données en ce qui concerne spécifiquement les ordinateurs quantiques. Il existe plusieurs initiatives visant à améliorer les algorithmes de cryptage pour garantir que même un ordinateur quantique de rang ne pourrait pas se casser. Vous pouvez rechercher "cryptographie post-quantique" et vous trouverez de nombreuses opinions et faits sur Internet, mais ne confondez pas les deux. Après avoir étudié quelques bases de sécurité, j'ai appris que "tout ce qu'il faut, c'est du temps" et que les ordinateurs quantiques du futur proche seront si puissants qu'ils pourront littéralement plier le temps. Je me demande ce qui va se passer alors ?
Réseau
L'architecte réseau est le ninja de tous. "Pensez vite, agissez vite" est le slogan du quartier. Étant donné que les ordinateurs quantiques peuvent utiliser la fibre optique dont nous disposons aujourd'hui pour la communication, il est également nécessaire de revoir les éléments de configuration du réseau ainsi que les outils de surveillance. Examiner le transfert de réseau TCP/IP est une chose, mais comment surveiller les photons individuels qui se déplacent sur les lignes ? Certains nouveaux composants doivent être introduits pour que tout cela fonctionne, l'un d'eux étant les «répéteurs quantiques» - une technologie qui sera incroyablement occupée. Cela dit, une grande partie de la technologie réseau sera standard.
Avoir des ordinateurs quantiques qui comparent des données ou fonctionnent avec des "lacs de données" peut exercer une pression sérieuse sur le réseau et, compte tenu de la vitesse à laquelle les ordinateurs quantiques fonctionnent, le besoin d'un transfert de données sérieux n'est pas seulement à l'horizon, mais ouvre la porte d'entrée vers le bas !
Avec la capacité d'accéder et de parcourir d'énormes quantités de données et de fournir de multiples réponses dans un véritable vortex de traitement, les lignes du réseau bénéficient d'être aussi propres que possible, ce qui signifie qu'il n'y a pas beaucoup d'autres trafics ou perturbations. Les photons transmis entre les ordinateurs quantiques doivent voir leurs informations "répétées" après une certaine distance. Comment gérer et transmettre toutes les informations de contrôle aux consoles avec lesquelles les techniciens réseau travaillent sera un énorme défi. Comment pouvez-vous surveiller la progression de quelque chose qui est déjà fait avant qu'il ne commence ?
De quel type d'ordinateur quantique avez-vous besoin ?
Les ordinateurs quantiques se déclinent en différentes saveurs, et je m'attendrais à ce que d'autres émergent encore à mesure que la technologie continue de mûrir. Selon les besoins de votre entreprise, vous pouvez opter pour un type spécifique d'ordinateur quantique. Découvrez les variantes suivantes :
Recuit quantique
Le recuit quantique est le meilleur moyen de résoudre les problèmes d'optimisation, comme l'optimisation du flux de trafic pour chaque véhicule individuel dans une ville entière (comme Pékin). C'est quelque chose qui pourrait être effectué en temps réel et fournir en continu des instructions à chaque voiture. Moins d'embouteillages, des temps de trajet plus courts et un impact moindre sur l'environnement en seraient les résultats immédiats.
Simulations quantiques
Les simulations quantiques explorent des problèmes spécifiques de la physique quantique qui dépassent la capacité des systèmes classiques, comme des défis pharmaceutiques spécifiques. Pour qu'un nouveau médicament soit découvert à l'aide de la puissance informatique conventionnelle, il y a, en moyenne, un taux d'échec de 90 % dans les essais cliniques. Et pour qu'il atteigne le marché, le coût est d'environ 2 milliards de dollars sur une période de dix ans. Une société américaine appelée FAR Biotech est actuellement en train d'"identifier des molécules de type médicament dans l'espace chimique d'environ 1,5 billion de structures chimiques (y compris de nouvelles entités chimiques, des composés connus et des médicaments réorientés) et via l'accès aux données de plus de 200 modèles de cibles thérapeutiques humaines. Tout cela sera fait en une fraction du temps qu'il faut à un ordinateur classique pour atteindre même les premières pannes. Ici, vous pouvez vraiment voir l'avantage concurrentiel.
Quantique universel
Les ordinateurs quantiques universels sont les plus puissants et les plus généralement applicables où vous pouvez cibler n'importe quel calcul massivement complexe et obtenir une solution rapide - c'est là que l'intelligence artificielle cherche un coup de pouce. Je pourrais imaginer que la NASA cherche à utiliser ce type d'ordinateur quantique pour suivre les quelque 20 000 débris spatiaux plus gros qui orbitent autour de la Terre et constituent une menace sérieuse pour les engins spatiaux. Il y a aussi quelque 500 000 morceaux de débris plus petits de la taille d'une bille ou plus, et il y a plusieurs millions de morceaux de débris qui sont si petits qu'ils ne peuvent actuellement pas être suivis. Mais un ordinateur quantique aurait la capacité de le faire.
Des réponses tout à fait raisonnables
Comme je l'ai déjà dit, nos ordinateurs actuels sont comme un Seigneur Sith :ils traitent des absolus dans le sens où c'est binaire : soit 1 ou 0. L'ordinateur quantique peut traiter les deux . Il peut en fait traiter simultanément toutes les versions possibles entre 1 et 0. Le résultat est une probabilité, qui fait alors de l'interaction entre un classique et un quantique un terrain de jeu pour les malentendus. Le système classique pourra-t-il poser une question et, en retour, accepter une réponse de ce qui est le plus probable ? Je peux voir à quel point les architectes informatiques doivent avoir une compréhension beaucoup plus approfondie de la différence entre ces deux mondes et des conditions nécessaires pour que ces mondes très différents interagissent de manière sûre et cohérente.
Être en sécurité ensemble
Peut-être êtes-vous un architecte informatique et réalisez-vous la conception des boîtes et des lignes lors de l'intégration d'un ordinateur quantique au paysage informatique existant, puis laissez les équipes individuelles décomposer les détails. Cela pourrait fonctionner, mais je vous suggère de vous engager à un niveau plus précis.
Un ordinateur quantique, c'est comme avoir une voiture d'un million de chevaux qui peut traverser n'importe quel obstacle, voler et plonger en même temps, et qui peut changer continuellement de couleur et de forme. Maintenant, essayez de le mettre sur une route ordinaire et de le faire interagir avec des voitures ordinaires. Inutile de dire que cela ne fonctionnera pas sans une conception très intelligente qui protège les deux parties l'une de l'autre tout en étant capable d'effectuer le travail de transport de personnes entre différents endroits.
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Conclusion
J'ai souvent été impressionné par les architectes informatiques lorsqu'ils présentent quelque chose de nouveau d'une manière à la fois élégante et convaincante. Concevoir et expliquer quelque chose de "futuriste" mais toujours avec un chemin clair sur la façon d'y arriver et pourquoi cela a du sens est le plus grand cadeau. En tant qu'administrateurs système, nous devons concrétiser nos plans, mais l'informatique quantique va au-delà de ce que nous savons et comprenons actuellement. Un ordinateur quantique est une bête différente sous tous les angles, mais le défi est qu'il est littéralement sous tous les angles en même temps. Quantum Computing as a Service sera très probablement le point de départ de la façon dont les entreprises utiliseront ces services, mais le mettre en place de manière sécurisée et utile sera un défi.
Le type d'ordinateur quantique à utiliser est un autre aspect difficile, ainsi que la manière de l'alimenter avec suffisamment de données pour trouver la réponse la plus probable. La façon dont nous posons des questions à un ordinateur quantique déterminera le type de réponses que nous obtenons. La seule recommandation que je puisse offrir est la suivante :découvrez les ordinateurs quantiques, comment ils évoluent, ce qu'ils peuvent faire, comment ils communiquent et quelles sont les opportunités ainsi que les risques. Les ordinateurs quantiques sont là maintenant et, dans quelques années, de plus en plus d'entreprises se tourneront vers le QCaaS. Allez-vous suivre la foule ou dirigerez-vous ?