Doper les supercalculateurs aux technologies quantiques. C’est en quelque sorte l’objectif du partenariat annoncé le 4 novembre entre Atos et Pasqal, pépite issue de l’Institut d’optique de Palaiseau (Essonne) ayant développé un ordinateur quantique de 100 qubits. Cette association va permettre
à l’entreprise de services du numérique (ESN) de développer un "accélérateur quantique", argue Cyril Allouche, directeur du programme R&D Quantum d’Atos. "L’intégration de technologies quantiques dans une solution de calcul haute-performance", définit-il.
Au cœur de cette collaboration, une plateforme hybride – mêlant calcul haute-performance (HPC) et calcul quantique – mise à disposition de laboratoires de recherche et d’entreprises. L’objectif : donner aux utilisateurs une plateforme d’essai et faire émerger des usages. "Ce sont les applications concrètes du calcul quantique qui importent, souligne Cyril Allouche. Nous ne connaissons pas encore bien les algorithmes qui bénéficient de l’accélération quantique."
"Empiler les qubits ne fait pas avancer la science"
L’ordinateur quantique n’est pas magique. Selon la technologie utilisée et selon le problème à résoudre, un système quantique pourra réaliser un calcul plus rapidement qu’un calculateur conventionnel. Ou non. "Un ordinateur quantique ne pourra jamais accélérer une addition ou une multiplication", illustre par exemple le responsable d’Atos.
C’est notamment là-dessus que vont porter les expérimentations. "Il manquait jusque-là des utilisateurs pour guider les machines quantiques vers des applications, pour trouver comment bien exploiter les particularités de ces plates-formes", ajoute-t-il. Ainsi, Atos entend utiliser les retours d’expérience pour développer une solution hybride ayant un réel intérêt applicatif. "Seule l’expérimentation concrète permettra de dire si nous avons atteint un avantage quantique, insiste Cyril Allouche. Empiler les qubits ne fait pas avancer la science, ni les applications."
Exploiter au mieux le hardware
Pour atteindre cet avantage quantique, point d’autre solution que l’hybridation des calculs, explique l’ESN. C’est d’ailleurs sur ce point précis qu’elle mène ses recherches. "Depuis 2016, Atos se concentre sur le middleware : le système qui fait le pont entre le supercalculateur et le calculateur quantique, rappelle Cyril Allouche. Nous développons un algorithme de compilation permettant d’exploiter au mieux le hardware [le système physique] pour un problème donné."
Atos s’entoure dans cette quête de plusieurs start-up, dont la finlandaise IQM et l’autrichienne AQT, qui exploitent respectivement les approches de qubits supraconducteurs et d’ions piégés. Le calculateur quantique de Pasqal, pour sa part, se base sur la technologie dite des atomes froids, qui refroidit à l’extrême des atomes de rubidium de manière à pouvoir les manipuler avec des lasers. Ainsi, chaque atome devient un qubit. "Une prouesse expérimentale", estime le directeur de R&D.
Simulation numérique
L’ESN accompagne d’ailleurs la start-up depuis plusieurs années, mettant à disposition son système de simulation quantique Atos QLM. Comme elle le fait avec tous ses partenaires. "Nous allons à la rencontre des chercheurs et nous essayons avec eux d’obtenir un modèle numérique au plus proche de leur machine, rappelle Cyril Allouche. Ensuite, nous essayons de valider le modèle expérimentalement."
Grâce à cette approche, Atos donne la capacité à ses partenaires – start-up ou chercheurs – d’expérimenter différentes approches, virtuellement, pour gagner du temps sur le développement de leurs machines. Une collaboration gagnant-gagnant pour les partenaires, qui peuvent chacun améliorer leurs systèmes. Et converger ensemble vers le tant attendu avantage quantique.
