Equality, contraction d’Efficient Quantum Algorithms for Industry, ce qui se traduit par « algorithmes quantiques efficaces pour l’industrie » : voici le nom - et la vocation - de ce projet sélectionné fin février 2023 par la Commission européenne dans le cadre du programme Horizon Europe. Equality, qui a débuté en novembre 2022 et s’achèvera fin 2025, sera intégralement financé par l’Union Européenne pour un total de 6,05 millions d’euros, étalés sur une période de trois ans. Les applications censées être accélérées par cette algorithmie quantique vont de la dynamique des fluides à la conception de piles à combustible en passant par l’analyse de données spatiales.
« Ce projet mobilise 55 personnes dont 60% de chercheurs, précise Wael Yahyaoui, consultant recherche, technologie et innovation chez Capgemini Engineering et coordinateur du projet Equality. Les trois partenaires académiques sont l’Inria en France, l’Institut Franhofer Enas en Allemagne (dédié à la nanoélectronique, ndlr) et l’université de Leiden aux Pays-Bas. » Côté institutionnel, l’agence spatiale allemande (DLR) est partie prenante de ce projet.
Parmi les partenaires industriels et acteurs privés se trouvent Airbus, Daimler ou encore le Da Vinci Labs, une entité qui construit un bâtiment de 4000 m2 pour accueillir des deeptechs à Reugny, en Touraine. « Le Da Vinci Labs contribuera à la communication scientifique et à l'établissement une stratégie pour exploiter les résultats sur le marché », indique Wael Yahyaoui. Cette structure pourrait aussi accueillir des chercheurs du projet Equality.
Plusieurs technologies de qubits convoquées
Les autres participants sont les concepteurs des machines et logiciels quantiques qui soutiendront le développement des algorithmes : la deeptech française Pasqal, le néerlandais Qu&Co (qui a fusionné avec Pasqal en 2022), le finlandais IQM ainsi que l’autrichien AQT. Equality panache les technologies de qubits : les atomes neutres pour Pasqal, les matériaux supraconducteurs pour IQM et les ions piégés pour AQT.
Concernant le premier cas d’usage, la simulation aérodynamique, « le focus se fera probablement sur les atomes neutres avec des calculateurs quantiques fournis par Pasqal et l’université de Leiden, explique Wael Yahyaoui. Nous allons commencer avec 20 qubits. Actuellement, nous modélisons le problème, nous développons les algorithmes, puis nous augmenterons le nombre de qubits et comparerons les résultats pour vérifier la stabilité de ces algorithmes. »
En tout, huit cas d’usage donneront lieu à de la recherche et développement. Optimiser la planification des missions satellitaires en vue de minimiser les coûts, par exemple, intéresse Airbus. Il est aussi question d’accélérer l’analyse des données spatiales acquises par satellite pour déterminer la structure des bâtiments, la topologie des lieux…
Développer des algorithmes quantiques standards
Le stockage d’énergie est une thématique à part entière, incluant l’étude de matériaux composant les batteries et la modélisation de batteries électriques lithium-ion et de piles à combustible. « Il s’agit de résoudre des équations différentielles de mécaniques des fluides pour déterminer les propriétés du transport de liquide ionique et des électrolytes », détaille Wael Yahyaoui.
Plus généralement, le projet Equality vise à mettre au point des jeux d’algorithmes quantiques de base (« primitives »), applicables à de nombreux cas d’usage : solveur d’équations différentielles (stochastiques ou non), simulateur de chimie quantique…
Un premier point d’étape est prévu en avril 2023 et servira à écrire la feuille de route technologique. La première version des algorithmes de base sera présentée par la suite, sans date plus précise. Mais les premiers fruits d’Equality sont déjà là, avec la prépublication fin décembre 2022 d’une étude scientifique portant sur les circuits quantiques.
