Comment les ordinateurs évolueront-ils au cours des 100 prochaines années ?

Appeler l’évolution de l’ordinateur météorique semble un euphémisme. Prenons l’exemple de la loi de Moore, une observation faite par Gordon Moore en 1965. Il a remarqué que le nombre de transistors que les ingénieurs pouvaient entasser sur une puce de silicium doublait chaque année environ. Ce rythme maniaque s’est ralenti au fil des ans pour devenir un cycle de 24 mois un peu plus modeste.

La prise de conscience de la vitesse vertigineuse à laquelle la technologie informatique se développe s’est infiltrée dans la conscience publique. Nous avons tous entendu la blague sur l’achat d’un ordinateur au magasin pour découvrir qu’il est obsolète à votre retour à la maison. Que réserve l’avenir aux ordinateurs ?

En supposant que les fabricants de microprocesseurs puissent continuer à respecter la loi de Moore, la puissance de traitement de nos ordinateurs devrait doubler tous les deux ans. Cela signifierait que dans 100 ans, les ordinateurs seraient 1 125 899 906 806 842 624 fois plus puissants que les modèles actuels. C’est difficile à imaginer.

Mais même Gordon Moore mettrait en garde contre l’hypothèse que la loi de Moore tienne aussi longtemps. En 2005, Moore a dit qu’à mesure que les transistors atteignent l’échelle atomique, nous pourrions rencontrer des obstacles fondamentaux que nous ne pourrons pas franchir à ce moment-là, nous ne serons plus capables d’entasser plus de transistors dans le même espace.

Nous pourrions contourner cette barrière en construisant des processeurs plus gros avec plus de transistors. Mais les transistors génèrent de la chaleur et un processeur chaud peut provoquer l’arrêt d’un ordinateur. Les ordinateurs équipés de processeurs rapides ont besoin de systèmes de refroidissement efficaces pour éviter la surchauffe. Plus la puce du processeur est grande, plus l’ordinateur génère de chaleur lorsqu’il travaille à pleine vitesse.

Une autre tactique consiste à passer à une architecture multi-cœur. Un processeur multicœur consacre une partie de sa puissance de traitement à chaque cœur. Ils sont doués pour manipuler les calculs qui peuvent être décomposés en plus petits composants ; cependant, ils ne sont pas aussi doués pour traiter les gros problèmes de calcul qui ne peuvent pas être décomposés.

Les futurs ordinateurs pourraient s’appuyer sur un modèle complètement différent des machines traditionnelles. Et si on abandonnait le vieux processeur à transistors ?

Optique, traitement quantique et ordinateurs ADN

La technologie de la fibre optique a déjà commencé à révolutionner les ordinateurs. Les lignes de données à fibre optique transportent l’information à des vitesses incroyables et ne sont pas vulnérables aux interférences électromagnétiques comme les câbles classiques. Et si nous construisions un ordinateur qui utilise la lumière pour transmettre l’information au lieu de l’électricité ?

L’un des avantages est qu’un système optique ou photonique produirait moins de chaleur que le processeur électronique traditionnel à transistors. Les données seraient également transmises plus rapidement. Mais les ingénieurs n’ont pas encore mis au point un transistor optique compact qui puisse être produit en série. Les scientifiques de l’ETH Zurich ont pu construire un transistor optique d’une seule molécule. Mais pour rendre le système efficace, les scientifiques ont dû refroidir la molécule à moins 272 degrés Celsius (Proche du zéro absolu). C’est juste un peu plus chaud que l’espace lointain. Ce n’est pas vraiment pratique pour l’utilisateur moyen d’ordinateur.

Les transistors photoniques pourraient faire partie d’un ordinateur quantique. Contrairement aux ordinateurs traditionnels, qui utilisent des chiffres ou des bits binaires pour effectuer des opérations, les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques ou qubits. Un bit est soit un 0, soit un 1, comme un interrupteur qui est éteint ou allumé. Mais un qubit peut être à la fois un 0 et un 1 (ou quelque chose entre les deux) en même temps. L’interrupteur est à la fois éteint et allumé et tout ce qui se trouve entre les deux.

Un ordinateur quantique fonctionnel devrait être capable de résoudre de gros problèmes qui peuvent être divisés en petits problèmes beaucoup plus rapidement qu’un ordinateur traditionnel. Nous appelons ces problèmes des problèmes parallèles embarrassants. Mais les ordinateurs quantiques sont, de par leur nature même, instables. Si l’état quantique de l’ordinateur est perturbé, la machine pourrait revenir à la puissance de calcul d’un ordinateur traditionnel. Tout comme l’émetteur optique créé à l’ETH Zurich, les ordinateurs quantiques sont maintenus à quelques degrés au-dessus du zéro absolu pour préserver leurs états quantiques.

L’avenir de l’informatique est peut-être en nous. Des équipes d’informaticiens travaillent au développement d’ordinateurs qui utilisent l’ADN pour traiter l’information. Cette combinaison de l’informatique et de la biologie pourrait ouvrir la voie à la prochaine génération d’ordinateurs. Un ordinateur à ADN peut présenter plusieurs avantages par rapport aux machines traditionnelles. Par exemple, l’ADN est une ressource abondante et bon marché. Si nous découvrons un moyen d’exploiter l’ADN comme outil de traitement des données, cela pourrait révolutionner le domaine informatique.

Informatique omniprésente

L’informatique omniprésente est un thème populaire dans les histoires de science-fiction qui se déroulera à l’avenir. Dans cet avenir, les ordinateurs sont devenus si petits et omniprésents qu’ils se retrouvent dans pratiquement tout. Vous avez peut-être des capteurs informatiques dans votre plancher qui peuvent surveiller votre santé physique. Ordinateurs dans votre voiture qui peuvent vous aider lorsque vous vous rendez au travail en voiture. Et les ordinateurs, pratiquement partout, suivent chacun de vos mouvements.

C’est une vision de l’avenir à la fois exaltante et effrayante. D’une part, les réseaux informatiques deviendraient si robustes que nous aurions toujours une connexion rapide et fiable à Internet. Vous pouviez communiquer avec n’importe qui, peu importe où vous vous trouviez, sans craindre une interruption de service. Mais d’un autre côté, il deviendrait également possible pour les entreprises, les gouvernements ou d’autres organisations de recueillir des renseignements à votre sujet et de vous surveiller partout où vous allez.

Au cours de la dernière décennie, nous avons vu des progrès vers l’informatique omniprésente. Les projets Wi-Fi municipaux et les technologies 4G telles que LTE et WiMAX ont étendu l’informatique en réseau bien au-delà du monde des machines filaires. Vous pouvez acheter un smartphone et accéder à des pétaoctets d’informations sur le World Wide Web en quelques secondes. Les capteurs des feux de signalisation et les dispositifs biométriques peuvent détecter notre présence. Il ne faudra peut-être pas longtemps avant que presque tout ce avec quoi nous entrons en contact ait un ordinateur ou un capteur à l’intérieur.

Nous pouvons également assister à des transformations massives dans la technologie de l’interface utilisateur. Actuellement, la plupart des ordinateurs s’appuient sur des interfaces de saisie physiques comme une souris d’ordinateur, un clavier, un pavé tactile ou toute autre surface sur laquelle nous saisissons des commandes. Il existe également des programmes informatiques qui peuvent reconnaître votre voix ou suivre vos mouvements oculaires pour exécuter des commandes. Des informaticiens et des neurologues travaillent sur diverses interfaces cerveau-ordinateur qui permettront aux gens de manipuler les ordinateurs en utilisant uniquement leurs pensées. Qui sait ? Les ordinateurs du futur peuvent réagir de manière transparente à nos désirs.

Il est difficile d’extrapoler à 100 ans. Le progrès technologique n’est pas nécessairement linéaire ou logarithmique. Nous pouvons connaître des décennies de progrès, suivies d’une période au cours de laquelle nous faisons très peu de progrès lorsque nous nous heurtons à des obstacles imprévus. D’un autre côté, selon certains futurologues, il n’y aura peut-être pas de différence significative entre les ordinateurs et les humains d’ici 100 ans. Dans ce monde, nous serons transformés en une nouvelle espèce qui peut s’améliorer à un rythme inimaginable pour nous dans nos formes actuelles. Quel que soit l’avenir, il y a fort à parier que les machines sur lesquelles nous comptons seront très différentes des ordinateurs d’aujourd’hui.