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5. Salon de l’innovation
L’informatique quantique — le futur devient réalité
Science et management en dialogue — en collaboration avec les anciens élèves de Fraunhofer : « L’informatique quantique — le futur devient réalité »
12 juillet 2023
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Regardez l’enregistrement vidéo avec les principaux enseignements :
Un résumé du salon de l’innovation sur l’informatique quantique en 8 thèses :
1. L’informatique quantique : un énorme potentiel de marché, des cas d’utilisation variés.
L’informatique quantique est l’une des technologies qui fait actuellement l’objet d’un engouement massif, mais qui est encore peu comprise. Dr. Hannah Venzl dirige le département de gestion de projets à grande échelle au siège de Fraunhofer ainsi que le bureau du réseau de compétences en informatique quantique de Fraunhofer. Elle met en évidence l’énorme potentiel de marché de l’informatique quantique : d’ici 2030, le marché devrait croître de plus de 20 % par an. Les applications sont multiples. Elles vont par exemple du développement de médicaments et de vaccins à la détection en temps réel de la fraude à la carte de crédit, en passant par des problèmes d’optimisation complexes dans l’économie : quel est l’itinéraire optimal pour moi en tant que transporteur de colis ? Quand faut-il faire le plein de l’avion et où ? Comment charger ma flotte de bateaux de manière optimale ?
2. L’informatique quantique : un saut comme du boulier au PC.
Venzl cite le prix Nobel Bill Philips. Il y a des années, il avait déjà déclaré qu’un ordinateur quantique était aussi différent d’un ordinateur classique que ce dernier l’était d’un boulier. Venzl explique cela à l’aide de la sphère de Bloch : un ordinateur classique fonctionne avec la plus petite unité logique, l’octet, qui peut prendre la valeur 0 ou 1. Dans l’informatique quantique, on parle en revanche de qubits, qui occupent des superpositions incomparablement plus complexes et peuvent également être entrelacés. Par exemple, dans la sphère de Bloch, le point le plus haut représente la valeur 1, tandis que le point le plus bas prend la valeur 0. Or, contrairement à l’octet binaire, l’ordinateur quantique peut accepter n’importe quel point de la sphère. Par conséquent, l’ordinateur quantique est exponentiellement plus complexe que l’ordinateur classique tel que nous le connaissons.
3. L’ordinateur quantique est une diva.
Les défis de l’informatique quantique résident dans la grande complexité de sa fabrication et de son fonctionnement. Il faut un matériel très spécial et de nouveaux algorithmes qui suivent une logique totalement différente et un nouveau paradigme de calcul, et qui sont donc extrêmement coûteux. Un ordinateur quantique typique est très grand en raison du refroidissement et de l’électronique de contrôle, mais la puce elle-même est à peine plus grande que l’ongle du pouce. De plus, l’informatique quantique nécessite une température extrêmement basse, souvent jusqu’au zéro absolu de 0° Kelvin (-273,15° C). Le risque d’erreur est encore relativement élevé et les temps de cohérence, pendant lesquels les états quantiques restent stables, sont très courts. Actuellement, il n’existe donc pas d’ordinateurs quantiques universels, mais seulement quelques ordinateurs quantiques physiques, appelés NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum). Cependant, jusqu’à présent, aucun avantage quantique qui rendrait la résolution de problèmes réels plus efficace qu’avec des ordinateurs traditionnels n’a été démontré. Un autre goulot d’étranglement est l’expertise hautement spécialisée nécessaire.
4. De 1982 à aujourd’hui : évolution par bonds.
L’idée de l’ordinateur quantique a été formulée pour la première fois par le physicien Richard Feynman en 1982, explique le Dr Florian Knäble, qui effectue des recherches en tant qu’ingénieur logiciel quantique au Fraunhofer IAO. Feynman a réalisé que fondamentalement, la nature est un ordinateur quantique géant. Au cours des quelque 40 années qui se sont écoulées depuis la thèse de Feynman, l’informatique quantique n’a cessé de faire des progrès considérables, mais on est aujourd’hui encore à mille lieues d’une utilisation de masse. En juin 2023, IBM a publié le document « Quantum Utility », qui s’adressait certes à un problème du monde réel, mais qui correspondait exactement à l’ordinateur quantique choisi. Il s’agissait toutefois d’un progrès par rapport au moment de « suprématie quantique » que Google a revendiqué en 2019. Avec un ordinateur quantique utilisant 53 qubits, Google a certes pu créer un circuit quantique à l’époque, mais le problème à résoudre était théorique et très construit.
7. L’intelligence artificielle et l’informatique quantique : une combinaison de rêve ?
Selon Förtsch, il existe des analogies entre l’informatique quantique et les réseaux neuronaux, notamment en ce qui concerne les algorithmes. Ceci est intéressant pour des questions telles que le « Airport Gate Assigning Problem » dans les aéroports, où il s’agit de savoir à quelle vitesse les passagers doivent être dirigés vers quel endroit de l’aéroport. Certes, le problème peut être résolu avec un ordinateur quantique, mais la question se pose souvent de savoir si un théoricien de l’information ne pourrait pas actuellement le résoudre encore plus rapidement avec un ordinateur classique. Le plus grand potentiel pourrait souvent être exploité dans une architecture composée d’ordinateurs classiques et quantiques. Mais en principe, ajoute Hannah Venzl, les questions de gestion du trafic sont toujours des problèmes d’optimisation intéressants, qui peuvent être facilement résolus en combinant l’IA et le QC.
8. L’Europe a une chance à saisir au niveau international dans le domaine de l’informatique quantique.
Il y a quatre ans encore, IBM possédait le seul véritable ordinateur quantique au monde, explique Hannah Venzl. Mais depuis, « il s’est passé énormément de choses », pas seulement aux États-Unis ou (probablement) en Chine, mais aussi en Europe. En Allemagne, l’informatique quantique est actuellement très bien encouragée. Néanmoins, les États-Unis ont une longueur d’avance sur l’Europe, car le capital-risque y est beaucoup moins contraignant. Venzl et Förtsch s’accordent à dire que si le soutien public prend fin en 2026, un risque de braderie aux entreprises américaines, et ce malgré le rôle de pionnier scientifique de l’Allemagne en comparaison internationale, est tout à fait envisageable. Förtsch lance donc un appel pour soutenir cette technologie : « Soutenez l’informatique quantique dans votre communication si vous y voyez une opportunité. »
Notre intervenant-e
Hôte Atreus
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