Alors que les start-up du calcul quantique commencent à initier leur passage à l'échelle industrielle, leurs futurs clients se préparent. Dans l'attente d'un calculateur aux capacités suffisantes, les industriels montent des équipes de recherche pour identifier quels cas d'usages de la technologie pourront leur apporter, à plus ou moins court terme, un avantage face à leur concurrence. TotalEnergies et EDF sont de ceux-là.
EDF s'associe à Pasqal pour le "vehicule-to-grid"
Pour dompter l’informatique quantique, EDF a rassemblé ses forces au Lab Paris-Saclay, au sud de la capitale, où une équipe d’ingénieurs spécialisés explore ce nouveau territoire de recherches. C’est sur le «vehicle-to-grid» que se fonde une partie de leurs espoirs. Ce concept vise à récupérer l’énergie des batteries des voitures électriques pour les besoins du réseau lorsqu’elles ne roulent pas. «Cette problématique laisse apparaître une explosion combinatoire dès que le nombre de véhicules augmente, argue Stéphane Tanguy, le directeur des programmes de recherche dans les technologies numériques d’EDF. C’est un problème difficile à résoudre avec les capacités des supercalculateurs actuels.»
Habitudes de chaque utilisateur, prix de l’électricité en temps réel, besoins du réseau, rétribution des propriétaires... L’approche de Pasqal, une start-up située à quelques pas du Lab Paris-Saclay, séduit EDF : sa machine analogique avec des qubits à base d’atomes froids est moins sensible à la propagation d’erreurs que celles à base de portes quantiques développées par les grands acteurs du numérique. De quoi résoudre des problèmes dont la complexité augmente de manière exponentielle avec les données d’entrée.
«Les technologies quantiques ne sont pas plus rapides à calculer, mais elles le font plus efficacement car elles réduisent le nombre d’opérations, nuance Stéphane Tanguy. D’ici à cinq ans, nous pourrions avoir une solution opérationnelle sur le terrain.» Toujours avec Pasqal, EDF mise sur le calcul quantique pour mieux comprendre les phénomènes physico-chimiques de vieillissement des matériaux, en particulier dans les centrales nucléaires, mais aussi dans les batteries électriques.
TotalEnergies mise sur le quantique pour capter le CO2
Et si les technologies quantiques contribuaient à la chasse au carbone ? C’est le pari de TotalEnergies qui voit dans la capture et le stockage du CO2 une perspective attractive, mais dont le coût reste très élevé. Pour prédire les performances de matériaux capables de piéger cette molécule, l’industriel s’est tourné vers la simulation numérique, sur un calculateur haute performance, pour comprendre l’ensemble des interactions à l’échelle moléculaire.
«Il existe une part d’empirisme dans la détermination de certains paramètres physiques, précise Jean-Patrick Mascomère, le responsable de l’équipe calcul scientifique au sein de la R&D de TotalEnergies. Le calcul quantique pourrait permettre, en estimant ces valeurs avec les équations physiques les plus fondamentales, de réduire cette part d’empirisme pour rendre les calculs plus fiables.» D’où l’approche mixte du groupe sur cette expérimentation lancée il y a deux ans, visant à insérer dans les modèles classiques des résultats issus du calcul quantique.
Dans le détail, ce dernier participe à l’estimation à l’échelle la plus fine des forces qui régissent les interactions entre les molécules de CO2 et les matériaux. «Nous devons exprimer notre problématique dans le langage quantique, puis travailler sur les bonnes approximations pour le mettre à portée des capacités de calcul actuelles», détaille Jean-Patrick Mascomère.
TotalEnergies s’appuie à la fois sur un simulateur de calculateur quantique d’une capacité d’une vingtaine de qubits et sur des puces quantiques de l’un des acteurs les plus avancés – dont il préfère taire le nom –, via le cloud. Alors qu’il espère tirer des bénéfices industriels avant la fin de la décennie, les problématiques de logistique complexe pourraient aussi passer à la moulinette quantique.
Vous lisez un article de L'Usine Nouvelle 3722 - Septembre 2023
