C'est un simulateur de circuits quantiques pour apprendre l'informatique quantique en jouant, sans rien installer et 100 % dans votre navigateur. Vous montez un circuit avec des portes et observez en direct la superposition, l'intrication et la mesure. Simule jusqu'à 4 qubits par vecteur d'état : stocke les 2ⁿ amplitudes et les manipule toutes à la fois. C'est exact mais éducatif (peu de qubits), pas un véritable ordinateur quantique.
1. Choisissez le nombre de Qubits (de 1 à 4). Tous démarrent en |0⟩.
2. Marquez le qubit Cible sur lequel agira la porte (et le Contrôle / Contrôle 2 pour les portes à plusieurs qubits).
3. Cliquez sur une porte dans « Ajouter une porte » : elle s'ajoute à la fin du circuit, dessiné de gauche à droite.
4. À droite, l'état, les sphères de Bloch se recalculent instantanément et, en cliquant sur Mesurer, l'histogramme aussi.
5. Annuler retire la dernière porte ; Effacer vide le circuit. Ou chargez une Démo d'exemple.
Un bit classique est 0 ou 1. Un qubit peut être en superposition des deux à la fois, décrit par deux amplitudes (nombres complexes) : une pour |0⟩ et une pour |1⟩.
• La probabilité de chaque résultat est l'amplitude au carré ; toutes totalisent 100 %.
• Avec n qubits il y a 2ⁿ états de base (|00⟩, |01⟩, |10⟩, |11⟩…) et le simulateur gère les 2ⁿ amplitudes à la fois.
• Convention de ce simulateur : le qubit 0 est le plus à gauche dans chaque état |q0 q1 …⟩.
Elles agissent sur le qubit Cible. Toutes sont réversibles (rotations de l'état) :
• H (Hadamard) — crée une superposition : amène |0⟩ à moitié |0⟩ et moitié |1⟩ (50 %/50 %). C'est la porte clé pour démarrer presque tout.
• X (Pauli-X) — c'est le NOT quantique : échange |0⟩↔|1⟩.
• Y (Pauli-Y) — retourne le bit et ajoute une phase (demi-tour autour de l'axe Y de la sphère).
• Z (Pauli-Z) — laisse |0⟩ inchangé et change le signe de |1⟩ (phase) ; seule, elle ne modifie pas les probabilités.
• S — quart de tour de phase : |1⟩ → i·|1⟩ (demi Z).
• T — huitième de tour de phase (demi S). Les phases ne se voient pas dans les barres, mais changent le résultat quand on les combine avec H.
Elles nécessitent un qubit de Contrôle : n'agissent que si le contrôle est à |1⟩.
• CNOT (contrôle→cible) — applique X (NOT) à la cible quand le contrôle vaut 1. C'est la porte qui intrique.
• CZ — applique Z (changement de phase) quand le contrôle vaut 1 ; change le signe de l'état |11⟩. Elle est symétrique (peu importe lequel est le contrôle).
• SWAP — échange l'état de deux qubits.
• Toffoli (CCX, apparaît avec 3+ qubits) — X sur la cible seulement si ses deux contrôles valent 1. C'est un NOT doublement contrôlé et suffit à construire n'importe quelle logique classique réversible.
Intriquer deux qubits les rend corrélés : leurs mesures sont liées même si vous les séparez. La recette typique : un H sur un qubit puis un CNOT vers un autre (c'est exactement la démo Bell).
• Signal visuel : la flèche de la sphère de Bloch se rétracte vers le centre — le qubit cesse d'avoir un état propre et n'existe plus qu'en ensemble.
• Dans Bell, à la mesure on n'obtient que 00 et 11, jamais 01 ni 10 : c'est la corrélation quantique.
En mesurant, la superposition s'effondre vers un unique résultat (0 ou 1 par qubit), au hasard et avec probabilité = amplitude².
• Le bouton Mesurer (200 fois) simule 200 lancers et dessine un histogramme : vous verrez les comptes se rapprocher des probabilités de l'état.
• Le hasard est initialisé par graine (reproductible) : avec le même circuit vous obtenez le même histogramme.
• Changer le circuit (ajouter ou retirer des portes) efface les mesures précédentes.
Trois lectures de l'état, à droite :
• État — une barre par résultat |…⟩ avec sa probabilité (%) et son amplitude (partie réelle et, s'il y en a une, imaginaire comme …i). Les états à 0 % apparaissent estompés.
• Sphère de Bloch par qubit — l'état de chaque qubit sous forme de flèche : en haut = |0⟩, en bas = |1⟩, sur les côtés = superposition. En cas d'intrication, la flèche se rétracte.
• Histogramme des mesures — apparaît en cliquant sur Mesurer : comptes réels de chaque résultat sur les 200 lancers.
Les boutons Démo chargent un circuit prêt à explorer :
• Superposition — un H sur chaque qubit : tous les résultats deviennent également probables (25 % chacun avec 2 qubits).
• Bell — l'intrication minimale (H + CNOT) : seulement 00 et 11.
• GHZ — intrication de 3 qubits : seulement 000 et 111.
• Grover — un algorithme de recherche qui amplifie l'état |11⟩ jusqu'à le rendre presque certain. Chargez-les, regardez l'état et cliquez sur Mesurer.
C'est un simulateur classique de l'état quantique (à but éducatif, peu de qubits) : avec n qubits il gère 2ⁿ amplitudes. La mesure est probabiliste (avec graine, pour être reproductible). Voir aussi : Convertisseur de bases pour le monde classique des bits, et Portes logiques.