Stimuler les applications pratiques de l’informatique quantique
S’appuyant sur la mécanique quantique, l’informatique quantique peut résoudre des problèmes complexes plus rapidement que les ordinateurs classiques. Selon de nombreux experts du domaine, nous sommes entrés dans ce que l’on appelle l’ère NISQ (noisy intermediate-scale quantum). L’ère NISQ se caractérise par des processeurs quantiques qui ne sont pas encore assez avancés pour assurer la tolérance aux pannes, ni suffisamment puissants pour atteindre l’avantage quantique. L’avantage quantique désigne le moment où l’on peut démontrer qu’un ordinateur quantique peut résoudre un problème qu’aucun ordinateur classique ne peut résoudre dans un délai raisonnable.
Une nouvelle génération d’applications quantiques
«Les systèmes NISQ sont donc les systèmes de calcul quantique intermédiaires “imparfaits” actuellement disponibles», explique Cyril Allouche, coordinateur du projet NEASQC, de chez Eviden en France. «Bien que nous soyons encore loin des millions de qubits qui garantiront une informatique quantique totalement tolérante aux pannes, nous pensons que les dispositifs NISQ qui seront disponibles dans un avenir proche permettront déjà de répondre à des cas d’utilisations concrets.» C’est pourquoi, le projet NEASQC, financé par l’UE et coordonné par BULL, une filiale de Atos, entendait étudier et développer un nouveau type d’applications quantiques, capables d’exploiter les futurs systèmes NISQ de pointe. «NEASQC était un projet fortement axé sur les cas d’utilisation», explique Cyril Allouche. «Il a rassemblé des experts universitaires et des utilisateurs finaux industriels, qui ont collaboré sur de nombreuses applications de l’informatique quantique.»
Appliquer les dispositifs NISQ à des problèmes pratiques
L’équipe du projet a identifié une série de problèmes pratiques auxquels les dispositifs NISQ pourraient répondre. Ceux-ci vont de la recherche de médicaments et de la gestion intelligente de l’énergie au traitement du langage naturel et à la détection du cancer du sein. Cyril Allouche et le consortium ont ensuite développé de nouvelles techniques logicielles quantiques pour répondre à ces cas d’utilisation, afin d’obtenir un avantage quantique pratique. Afin de maximiser la collaboration entre les entreprises et les universités, chaque cas d’utilisation a été étudié par une équipe intégrée composée d’au moins un partenaire industriel et un partenaire universitaire. «Le projet a joué un rôle déterminant en nous permettant d’explorer ces cas d’utilisation de manière aussi approfondie», explique Cyril Allouche. «Cela n’aurait pas été possible sans NEASQC, car une masse critique était nécessaire pour s’attaquer à des problèmes de calcul aussi complexes.»
Une communauté d’utilisateurs NISQ en Europe
L’une des principales réalisations durable du projet a été la création d’une communauté d’utilisateurs NISQ en Europe. «NEASQC a permis au monde universitaire de rencontrer les utilisateurs finaux», souligne Cyril Allouche. «En tems normal, les experts universitaires se concentrent sur la théorie et n’ont que peu de liens avec l’industrie.» Afin de garantir la pérennité de cette collaboration bien après l’achèvement du projet, les chercheurs ont développé un ensemble d’outils basé sur trois éléments clés. Il comprend un environnement complet de programmation quantique, un ensemble de bibliothèques logicielles applicatives à source ouverte et une suite de tests de référence axée sur les applications. L’environnement de programmation offre aux chercheurs, aux étudiants et aux développeurs la possibilité d’expérimenter la programmation quantique à l’aide d’outils capables de simuler jusqu’à 20 qubits sur leur propre machine. Toutes les bibliothèques sont hébergées sur GitHub sous la bannière du projet NEASQC. «Cet ensemble d’outils permettra à de nouveaux acteurs industriels de lancer leurs propres recherches pratiques et de partager ensuite leurs résultats», ajoute Cyril Allouche. «La suite de tests de référence NEASQC peut, par exemple, aider les utilisateurs à évaluer et à concevoir conjointement des applications et du matériel.»
Mots‑clés
NEASQC, informatique quantique, ordinateur, santé, environnement, NISQ, qubits
