Newtech
Un consortium pour ouvrir des débouchés industriels au quantique
Par Pierre Berlemont, publié le 24 mai 2023
Regroupant huit organismes publics et privés, Equality prépare activement les futures applications industrielles de l’informatique quantique. En particulier celles qui vont favoriser la transition verte.
C’est dans une forêt aux alentours d’Amboise (et près du Clos Lucé, où résida Léonard de Vinci) que sera achevée en 2024 la construction du bâtiment du Da Vinci Labs qui va notamment héberger, parmi plusieurs autres projets public/privé de recherche majeurs, le consortium Equality. Parmi ses membres figurent Airbus, Capgemini, Fraunhofer ENAS (Electronic nano systems), German Aerospace Center (DLR), l’Inria, Leiden University, et le constructeur français d’ordinateurs quantiques Pasqal.
Le consortium s’est donné pour objectif de développer des algorithmes quantiques pour des applications industrielles dans plusieurs disciplines, présentant toutes un intérêt pour la protection de l’environnement. Equality vise logiquement celles qui pourraient tirer bénéfice de la vitesse de l’informatique quantique : profilage aérodynamique, conception de batteries, dynamique des fluides, optimisation des missions spatiales, conception de nouveaux matériaux, etc.
À l’heure actuelle, pour traiter ces problématiques, les scientifiques doivent simplifier les équations mises en jeu, employer des supercalculateurs ou construire de coûteux simulateurs physiques – par exemple des souffleries de plus en plus sophistiquées dans le domaine de l’aréodynamique.
Equality propose de développer des logiciels quantiques de pointe pour répondre à des problèmes industriels cruciaux, à la fois en termes de performances, mais aussi, et tout simplement si l’on ose dire, pour les résoudre. En effet, certaines équations mathématiques, comme l’équation de Navier-Stokes rencontrée dans la mécanique des fluides, n’ont tout bonnement pas de solutions mathématiquement exactes. Plus précisément, on ignore s’il en existe une et on ne fait qu’approcher des solutions à l’aide d’ordinateurs exigeant beaucoup de puissance. Sur cet exemple comme sur beaucoup d’autres, un ordinateur quantique serait bien plus efficace.
La start-up française Pasqal, cofondée par le prix Nobel de Physique 2022 Alain Aspect, est l’un des fournisseurs d’ordinateurs quantiques du consortium.
Il faut cependant préciser, comme le fait Xavier Aubry, fondateur et directeur de Da Vinci Labs, que « le consortium ne cherche pas à produire des programmes quantiques généralistes pour résoudre tous les problèmes. Nous développons plutôt ce qu’il faudrait appeler des primitives quantiques qui seront réutilisables ». Il cite l’exemple des méthodes de Monte Carlo quantiques – méthodes de simulation probabiliste de l’équation de Schroedinger – , utilisées notamment en physique nucléaire et dans tous les domaines où les spins jouent un rôle déterminant. « Nos routines seront donc capables d’exploiter différentes techniques suivant le hardware auquel elles sont destinées. »
Ajoutons que l’ordinateur du futur est toujours en construction. Les chercheurs effectuent donc des simulations de calcul quantique sur des superordinateurs classiques, en faisant appel à 20 ou 30 qbits de puissance dans un premier temps, puis en montant jusqu’à 100 qubits virtuels si les résultats sont satisfaisants. À ce stade des tests, un modèle simulant le bruit quantique spécifique à chaque matériel est intégré au simulateur, avant que l’ensemble ne soit testé sur un véritable ordinateur quantique.
Enfin, rappelons qu’il n’existe à ce jour pas de langage de programmation standard, et encore peu de compétences humaines dans ce domaine encore récent. Les scientifiques choisissent donc les ordinateurs quantiques qui engendrent le moins d’erreurs en fonction des problématiques et des équations qu’ils cherchent à résoudre. Pour l’heure, ceux d’Equality sont fournis par Pasqal (qui exploite notamment l’interaction de van der Waals entre atomes de Rydberg), IQM (supraconducteurs) et DLR (technologie des ions piégés), entre autres.
La dotation du programme européen Horizon Europe, à hauteur de 6 M€/an pendant trois ans, est donc bienvenue pour financer ces investissements.
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