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Atos lancera son accélérateur quantique en 2023

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En 2023, Atos lancera un accélérateur quantique conçu pour réduire considérablement les temps de calcul dans les simulations. Ce sera un module qui pourra être connecté à un supercalculateur, probablement un appareil, et est de type NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Le type NISQ est un ordinateur quantique brut, qui a le même problème que lui-même: les qubits se transforment rapidement en bits sous l’influence de l’environnement. Mais il la contourne et limite la gamme de traitements à quelques opérations simples.

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«Il faudra de nombreuses années avant de pouvoir construire un ordinateur quantique capable de résoudre des problèmes complexes, car nous ne savons pas encore comment faire travailler un très grand nombre de qubits sans perdre leur fiabilité», explique-t-il chez MagIT Philippe Duluc, directeur technique big data et cybersécurité d’Atos.

D’autre part, il existe des applications – telles que la détermination des meilleures combinaisons de molécules pour stocker le carbone, ou même la détermination de la meilleure combinaison de centrales électriques pour générer de l’énergie – qui peuvent être satisfaites avec 50 qubits. les applications que notre accélérateur gérera. « 

Atos, qui propose son environnement de simulation QLM depuis 2016 dans le but de développer des algorithmes quantiques, estime disposer de l’expertise pour décomposer un problème en une partie pouvant être exécutée sur un supercalculateur classique et une autre, au minimum, consacré à un système quantique avec peu de qubits. Les marchés de l’énergie, de la recherche médicale, des banques et de l’industrie seraient affectés.

Effectuer des opérations simples avec peu de qubits

Philippe Duluc se souvient que l’importance de l’ordinateur quantique est qu’il est possible de trouver la bonne combinaison de facteurs qui répondent à un problème en une seule opération. Alors qu’un ordinateur conventionnel doit évaluer toutes les combinaisons possibles d’affilée, même si cela signifie y passer des centaines d’années.

Les Qubits, généralement des atomes, sont des particules conformes aux lois de la physique quantique. Il est possible de les superposer pour qu’ils aient à la fois la valeur 0 et 1, de sorte que par exemple 50 atomes puissent représenter tous les nombres de 0 à 2 ^ 50 (2 exposant 50). Il est également possible de les enchevêtrer, de sorte qu’une action pour certains en affectera d’autres, comme des portes logiques sur un circuit électronique.

Une fois les qubits superposés et enchevêtrés de la manière souhaitée, il suffit de leur envoyer un signal de lecture qui fige une valeur de 0 ou 1 dans chacun des qubits (l’ensemble qui représente la valeur qui se combine le mieux avec le signal de lecture). Cette valeur est la solution au problème que nous voulons résoudre.

Au moins c’est la théorie. En pratique, en raison de la sensibilité des qubits à la plus petite quantité de rayonnement électromagnétique qui les entoure, ils perdront leur superposition et leur enchevêtrement avant même d’être soumis au signal de lecture, perturbant tout le calcul. À ce stade, il faut environ 1 000 qubits pour s’assurer qu’au moins l’un est finalement correct.

Non seulement il est compliqué d’assembler autant de qubits – différentes techniques sont étudiées, allant de la supraconductivité aux ions piégés dans le vide – mais il faut surtout vérifier chaque résultat petit à petit à la fin pour savoir lesquels correct, ce qui revient au problème d’origine: le temps passé à trouver la solution à un problème. Inutile de dire que casser les clés de chiffrement RSA 1024 par l’algorithme Shor, qui nécessite l’utilisation de milliers de qubits «fonctionnels» ensemble, pour manipuler puis tester des millions de qubits n’est pas pour demain.

Un système NISQ ne traite que les transactions qui nécessitent un minimum de 50 voire 100 qubits, donc il y a finalement très peu de résultats à vérifier. On peut répéter l’opération plusieurs fois pour voir quel résultat revient le plus souvent et est donc probablement le bon.

Le simulateur QLM agira comme une passerelle vers l’accélérateur quantique

Le fournisseur de services numériques Atos s’intéresse à l’informatique quantique depuis sa création car il voit cette discipline émerger sur deux marchés sur lesquels il se considère comme un leader: le supercalcul et la cybersécurité. «Nous devons montrer à nos clients que nous nous engageons à maintenir leur sécurité et leur capacité à rester compétitifs. C’est pourquoi nous avons lancé le volet logiciel de l’informatique quantique en 2016, notamment à travers une plateforme de développement pour l’écriture d’algorithmes quantiques », explique Philippe Duluc.

Cette plateforme, QLM (Quantum Learning Machine), comprend des langages, l’assembleur AQASM et la version pyAQASM de Python, ainsi qu’un simulateur informatique quantique fonctionnant sur 41 qubits virtuels.

«Nous vendons déjà la plate-forme QLM sous forme matérielle; c’est juste un serveur Intel avec des cartes GPU. Notre idée est qu’à partir de 2023, cette plateforme servira de passerelle vers un nouveau module matériel qui sera notre accélérateur quantique. « 

Atos ne prévoit pas de construire le matériel pour cet accélérateur lui-même. Il s’appuiera sur les partenaires pour ce faire. La première devrait a priori être une startup autrichienne de l’université FH Oberösterreich, dont les chercheurs travaillent depuis plusieurs années sur un ordinateur quantique à base d’ions piégés. Atos pourrait alors proposer un accélérateur quantique avec un autre acteur européen, cette fois sur la supraconductivité. LeMagIT comprend que ce serait probablement l’IQM finlandais.

«Chaque technique de fabrication d’un ordinateur quantique a ses propres propriétés qui nécessitent en quelque sorte des algorithmes d’écriture. Dans la technique des ions piégés, un qubit peut s’emmêler avec n’importe quel autre, tandis qu’en supraconductivité, il ne peut communiquer qu’avec ses voisins les plus proches. La supraconductivité est plus rapide à réaliser, car il ne s’agit que d’envoyer de l’énergie, alors que vous devez viser un laser avec précision avec des ions piégés. Dans tous les cas, QLM sait simuler tous les systèmes et pourra communiquer avec chacun de ces systèmes », précise le directeur technique.

Philippe Duluc nous assure que le prix de cet accélérateur ne sera pas plus cher qu’un supercalculateur. «Bien sûr, les licences pour QLM s’appliquent. Mais d’un point de vue matériel, l’accélérateur utilisera moins d’énergie et moins de composants qu’un nœud de calcul intensif. «