Dans le domaine de l’informatique quantique, l’équivalent d’un transistor est généralement représenté par divers systèmes physiques pouvant être manipulés pour effectuer des opérations quantiques. Ces systèmes comprennent, entre autres, des circuits supraconducteurs, des ions piégés et des points quantiques semi-conducteurs. Chacun de ces systèmes peut être contrôlé pour agir comme des portes quantiques, de la même manière que les transistors fonctionnent dans l’informatique classique. Ces portes quantiques manipulent les qubits, les unités fondamentales de l’information quantique, pour effectuer les opérations requises par les algorithmes quantiques.
En informatique quantique, l’équivalent d’un bit classique est un qubit (bit quantique). Contrairement aux bits classiques qui ne peuvent exister que dans les états 0 ou 1, les qubits peuvent exister simultanément dans des superpositions des deux états, grâce aux principes de la mécanique quantique. Cette propriété permet aux ordinateurs quantiques d’effectuer des calculs parallèles et potentiellement de résoudre certains problèmes beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques.
Un transistor quantique est un dispositif hypothétique qui pourrait remplir les fonctions d’un transistor classique dans un ordinateur quantique. Il devrait être capable de contrôler le flux d’informations quantiques (qubits) et d’interagir avec d’autres composants d’un circuit quantique. Actuellement, le terme « transistor quantique » relève davantage d’une idée conceptuelle que d’une réalité physique, car les technologies informatiques quantiques en sont encore à leurs premiers stades de développement.
Un qubit n’est pas équivalent à un transistor mais plutôt à un bit classique en termes de représentation de l’information. Cependant, les qubits ont des propriétés uniques dues à la mécanique quantique, telles que la superposition et l’intrication, qui rendent les ordinateurs quantiques fondamentalement différents des ordinateurs classiques. Les qubits permettent aux ordinateurs quantiques de résoudre potentiellement certains problèmes de manière exponentielle plus rapidement que les ordinateurs classiques, notamment ceux liés aux simulations complexes, à la cryptographie et à l’optimisation.
La puissance d’un ordinateur quantique par rapport à un ordinateur classique se mesure en fonction de sa capacité à résoudre plus efficacement certains types de problèmes. Les ordinateurs quantiques excellent dans les tâches qui impliquent un parallélisme massif et nécessitent d’évaluer simultanément de nombreuses possibilités. Pour certains algorithmes, tels que l’algorithme de Shor pour factoriser de grands nombres ou l’algorithme de Grover pour rechercher des bases de données non triées, les ordinateurs quantiques ont démontré le potentiel d’une accélération exponentielle par rapport à leurs homologues classiques. Cependant, pour la plupart des tâches informatiques quotidiennes, les ordinateurs classiques restent plus pratiques et efficaces en raison de leur maturité, de leur fiabilité et de leur large base d’applications.