L’informatique quantique pourrait aider les entreprises sans budget de plusieurs milliards de dollars à concevoir des superbatteries, à créer des produits chimiques complexes et à comprendre l’univers.
L’ordinateur quantique de 50 qubits d’IBM.
Dans le monde enivrant de l’informatique quantique, une course est en cours. Partout dans le monde, les géants de la technologie construisent leurs propres machines et s’empressent de les mettre à la disposition du monde entier sous forme de service d’informatique en nuage. Dans la compétition : IBM, Google, Microsoft, Intel, Amazon, IonQ, Quantum Circuits, Rigetti Computing et le plus récent à dévoiler ses projets d’informatique quantique, Honeywell.
Ils sont tous en compétition pour montrer leur capacité naissante à s’attaquer à une nouvelle catégorie de problèmes informatiques complexes.
Si l’un d’entre eux prend de l’avance, il pourrait profiter d’une révolution informatique comme IBM l’a fait avec les ordinateurs personnels et Apple avec les smartphones. Les ordinateurs quantiques ne remplaceront pas les machines conventionnelles, mais ils pourraient offrir des percées impossibles à réaliser par les ordinateurs classiques, notamment en développant de nouveaux matériaux, en réduisant le trafic urbain ou en permettant à une flotte de camions de livrer des colis plus efficacement.
Le cabinet d’analystes Tractica prévoit que les dépenses en informatique quantique passeront de 260 millions de dollars en 2020 à 9,1 milliards de dollars d’ici la fin de la décennie.
Alors qui est en tête ? « Cela dépend de la semaine ou du mois », a déclaré Dan Garrison, architecte technologique dans le domaine de l’informatique quantique au sein de la société de conseil Accenture. Selon lui, les acteurs du nuage quantique sont tous au coude à coude.
Les entreprises d’informatique quantique se sont lancées dans un voyage de plusieurs années pour augmenter le nombre de qubits, les éléments fondamentaux du traitement des données quantiques, et pour diminuer les taux d’erreur qui limitent aujourd’hui la sophistication de l’informatique quantique. Alors que les ordinateurs conventionnels stockent les données sous forme de bits qui peuvent être soit un 0 soit un 1, les qubits peuvent stocker un état beaucoup plus complexe qui combine à la fois 0 et 1. Cette conception permet en principe aux ordinateurs quantiques d’explorer simultanément de nombreuses autres solutions à un éventuel problème de calcul.
Mais les ordinateurs quantiques sont incroyablement coûteux et difficiles à construire et à faire fonctionner. Même les plus grands efforts ont permis de construire quelques machines après des années de travail, et elles sont généralement exploitées par de nombreux chercheurs hautement spécialisés. Dans un avenir prévisible, il est probable que vous les exploiterez grâce à un service d’informatique en nuage.
La concurrence du Cloud quantique
Certains chercheurs et entreprises se lancent aujourd’hui, avec 225 000 personnes s’essayant à la programmation d’ordinateurs quantiques sur le service de cloud IBM Quantum Experience. Et plus de 100 entreprises paient pour son service premium IBM Q, qui donne accès aux experts de l’entreprise ainsi qu’à son matériel.
« Nous avons une flotte de 15 de ces ordinateurs dans le Cloud », a déclaré Jamie Garcia, le leader des applications quantiques d’IBM. Ils sont tous actuellement à New York, mais l’Allemagne et le Japon en auront chacun un après qu’IBM ait signé des accords avec les gouvernements de ces pays. Big Blue a montré une réplique à l’échelle de son IBM Q System One, un ordinateur quantique de 53 bits, pour aider à convaincre le monde que la technologie est réelle.
La réplique d’IBM est une construction étincelante de fils d’or et de cartes électroniques en cuivre accrochées à l’intérieur d’un dôme de verre comme une sorte de lustre high-tech. Elle met en valeur le cerveau du matériel informatique quantique d’IBM, un écran soutenu par un mini-centre de données baigné dans une lumière bleue futuriste.
Google ne dispose pas encore d’un service de cloud computing, mais il prévoit d’en ajouter un. Il a mentionné ses plans en 2019, lorsqu’il a affirmé avoir atteint la « suprématie quantique », un moment où un ordinateur quantique résout un problème impossible pour les machines conventionnelles.
Amazon prévoit de proposer de l’informatique quantique par le biais du plus grand service de cloud computing de la planète, Amazon Web Services. Amazon Braket, désormais disponible en avant-première, permettra aux chercheurs et aux développeurs d’expérimenter avec les ordinateurs quantiques de D-Wave, IonQ et Rigetti. Amazon explore également les ordinateurs quantiques produits en masse grâce à son nouveau Center for Quantum Computing.
Toujours en 2019, Microsoft a annoncé son service Azure Quantum cloud, avec des plans pour offrir des ordinateurs quantiques de ses partenaires Honeywell, IonQ et QCI en avant-première privée dans les mois à venir. Azure est aujourd’hui le deuxième service de cloud computing après AWS. Microsoft prévoit également de construire son propre matériel d’informatique quantique.
Rigetti, une startup de l’informatique quantique, a lancé ses services de cloud computing quantique en 2018.
Ces développements « permettront à un plus grand nombre d’entreprises de se lancer plus facilement dans l’informatique quantique », a déclaré Dan Garrison d’Accenture. « Nous n’allons pas nous réveiller un matin et vivre dans un nouveau monde de l’informatique quantique ».
Un ordinateur quantique de Google.
A quoi sert l’informatique quantique ?
Bien que les avantages des ordinateurs quantiques soient pour la plupart théoriques aujourd’hui, Google espère pouvoir offrir un service à ceux qui ont besoin de nombres vraiment aléatoires – un élément clé du cryptage pour garder les messages et les transactions en toute sécurité.
À mesure que les ordinateurs et les algorithmes mûrissent et que l’expertise se répand, les partisans de l’informatique quantique sont impatients de relever des défis qui dépassent la portée des machines classiques.
« Nous utilisons l’informatique quantique pour résoudre des parties vraiment importantes de problèmes dans les domaines de la chimie, de la science des matériaux et des services financiers », a déclaré Jamie Garcia, d’IBM.
Les simulations de chimie quantique sont particulièrement intéressantes, car il est impossible de simuler des structures atomiques à l’échelle quantique en dehors de simples molécules, et de meilleurs outils pourraient apporter des avantages concrets comme des engrais moins chers, de meilleures batteries de voiture électrique et des panneaux solaires plus puissants.
Entre autres exemples :
– Delta Airlines utilise IBM Q pour essayer de reprogrammer plus rapidement ses vols après des perturbations massives comme des ouragans et des blizzards.
https://news.delta.com/delta-partners-ibm-explore-quantum-computing-airline-industry-first
– Le CERN, qui abrite l’accélérateur de particules le plus puissant du monde, utilise l’informatique quantique pour comprendre l’univers.
https://www.ibm.com/blogs/research/2019/03/cern-ibm-quantum/
– Daimler veut créer des batteries de voiture de plus grande capacité, moins chères et moins polluantes.
https://www.cnet.com/news/ibm-daimler-ces-2020-quantum-computer-solid-state-batteries/
– JPMorgan Chase veut améliorer les stratégies de négociation des actions et l’analyse des risques financiers.
https://www.jpmorganchase.com/corporate/news/stories/jpmc-prepares-fintech-quantum-leap.htm
– OTI Lumionics utilise l’Azure Quantum de Microsoft dans l’espoir d’accélérer la recherche de nouveaux matériaux pour fabriquer des écrans OLED utilisés sur des appareils comme les téléviseurs, les téléphones et les tablettes.
– La startup britannique Cambridge Quantum Computing tente de faire progresser la cryptographie pour la sécurité des appareils.
– Google et IBM voient également des promesses dans l’amélioration de l’intelligence artificielle, par exemple pour diagnostiquer les maladies et détecter les fraudes.
L’informatique quantique ne peut cependant pas accélérer tous les problèmes informatiques.
« Il ne va pas remplacer les ordinateurs classiques », a déclaré Dan Garrison d’Accenture. « Il va plutôt être utilisé pour résoudre des problèmes très spécifiques ».
Défis quantiques
Un autre obstacle énorme à l’utilisation des ordinateurs quantiques est simplement que les gens ne savent pas comment s’en servir. C’est pourquoi une partie de la course aux nuages quantiques implique des outils pour créer et exécuter des logiciels quantiques, notamment le Qiskit d’IBM, le Quantum Development Kit de Microsoft et l’outil Cirq de Google.
https://www.microsoft.com/en-us/quantum/development-kit
https://www.techrepublic.com/article/quantum-computing-the-smart-persons-guide/
Enseigner l’informatique quantique à la prochaine génération d’informaticiens est crucial, c’est pourquoi IBM propose des tutoriels sur YouTube et un manuel à code source ouvert déjà utilisé dans les universités, et Qiskit est conçu pour accueillir les langages de programmation que les développeurs connaissent déjà, comme Python, a déclaré Garcia.
https://www.cnet.com/news/amazon-ibm-and-microsoft-race-to-bring-global-access-to-quantum-computing/
