Stimuler les applications industrielles de l’informatique quantique avec le projet européen NEASQC

Le projet NEASQC (Next ApplicationS of Quantum Computing), piloté par Atos, rassemble 12 partenaires industriels et académiques multidisciplinaires de 8 pays européens pour explorer et développer les applications de l’informatique quantique avec les technologies NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum), disponibles dans un futur proche.

Fort de l’expertise de ses partenaires en informatique quantique, calcul haute performance, intelligence artificielle, chimie ou encore en gestion de l’énergie, le consortium a pour objectif d’investiguer 9 cas d’usage dans des domaines industriels et financiers variés. L’ambition finale de NEASQC est de faire émerger une communauté européenne forte et de préparer les entreprises à la révolution quantique.

L’équipe MOCQUA du LORIA (CNRS, Inria, Université de Lorraine) participe à ce projet innovant et étudie un cas d’usage avec EDF sur la gestion intelligente de l’énergie.

Les NISQ, technologies quantiques de pointe pour l’industrie

La course à l’ordinateur quantique suscite l’effervescence de la recherche dans le monde entier, et l’Europe compte se placer comme leader dans l’expérimentation quantique au sein de l’ambitieux programme Quantum Flagship.

L’informatique quantique pourrait changer la donne dans de nombreux domaines comme la logistique, la finance, l’énergie, la santé et générer des innovations encore inimaginables grâce à sa puissance de calcul unique.

Si les premiers prototypes de ces machines sont encore limités par un grand nombre d’erreurs, le projet NEASQC propose d’investiguer la piste des NISQ, les technologies d’échelle intermédiaire bruitées. Les machines quantiques NISQ, malgré un manque de précision dans leur calcul, ont le potentiel de traiter des tâches extrêmement complexes dans l’exécution de certaines applications et de répondre à de vastes problématiques industrielles. D’une puissance de 50 à 100 qubits, les systèmes NISQ pourraient voir le jour sur le marché dans les 5 prochaines années.

Les utilisateurs finaux au cœur du projet

L’objectif de NEASQC est de jeter des ponts entre la recherche en informatique quantique et ses utilisateurs finaux, avec une approche inspirée par les partenaires industriels et financiers du projet : HSBC, TOTAL, AstraZeneca, EDF, TILDA SIA…

Neuf cas d’usage proposés par les entreprises et validés par les experts académiques comme étant compatibles avec l’informatique quantique vont être étudiés, sur des thématiques variées comme le traitement automatique des langues, la détection du cancer du sein, le développement de médicaments et la gestion de l’énergie.

De la conception des algorithmes jusqu’au développement d’un logiciel prototype et sa qualification sur un dispositif NISQ, les chercheurs vont proposer des méthodes permettant de traiter les problématiques des industriels. Une idée ambitieuse alliant cas concrets et prospective pour étudier cette technologie de rupture et répondre au mieux aux besoins des utilisateurs.

Au-delà de ces cas d’usage, le consortium se lance pour défi de fédérer une véritable communauté européenne de l’informatique NISQ, grâce à la diffusion des résultats, le partage des connaissances et la création d’une bibliothèque de programmation open-source. L’objectif final est de faciliter l’utilisation des systèmes NISQ par les industriels et d’attirer de nouveaux utilisateurs.

Le « smart charging », un cas d’usage exploré par EDF et le LORIA

Au LORIA, le projet est représenté par l’équipe MOCQUA : Emmanuel Jeandel, professeur, Simon Perdrix, chargé de recherche CNRS, Romain Péchoux, maître de conférences, ainsi qu’un post-doctorant. « Nous entretenons un partenariat de longue date avec Atos, notamment avec l’ANR SoftQPro et le projet BPI Quantex, souligne Emmanuel Jeandel, coordinateur local du projet. C’est très stimulant de travailler avec des partenaires à la pointe de l’innovation quantique sur le long terme ».

Au sein de NEASQC, l’équipe analyse un cas d’usage sur les problèmes de gestion de l’énergie dans le smart-charging avec EDF. L’un des enjeux principaux de l’essor de la mobilité électrique réside dans la recharge intelligente pour optimiser la charge d’un véhicule de manière efficace, flexible et économique. Des contraintes comme les besoins des utilisateurs, les cycles des batteries et les limites de puissance du réseau pourraient potentiellement être résolues grâce à des systèmes NISQ.

À travers ses multiples cas d’usage, NEASQC forgera une communauté européenne active autour des NISQ en créant des connaissances et des outils communs et en attirant de nouveaux utilisateurs.

 

Qu’est-ce que l’informatique quantique ?

Si les ordinateurs classiques calculent avec des « bits », soit des 0 et des 1, l’informatique quantique a pour unité de mesure le bit quantique, ou « qubit », qui peut être 0, 1 ou les deux à la fois, grâce à des propriétés de superposition (à l’image du Chat de Schrödinger, à la fois mort et vivant). Ils peuvent également être liés les uns aux autres, c’est l’intrication. Ces propriétés génèrent une puissance de calcul exponentielle et permettront de résoudre des problèmes encore insolubles par un ordinateur classique.

 

• D’une durée de 4 ans, le projet NEASQC est doté d’un budget de 4,67 millions d’euros, financé par le programme européen Horizon 2020.
• Il prend place dans le cadre du programme Quantum Flagship : lancé en 2018, c’est une des plus grandes et ambitieuses initiatives de recherche de l’Union Européenne. En savoir plus : https://qt.eu
• Partenaires :
  o Atos, France (coordinateur)
  o AstraZeneca AB, Suède
  o CESGA (Fundación Publica Gallega Centro Tecnológico de Supercomputación de Galicia), Espagne
  o EDF, France
  o HQS Quantum Simulations GmbH, Allemagne
  o HSBC Bank Plc, Royaume-Uni
  o Irish Centre for High-End Computing (ICHEC), Irlande
  o Leiden University, LIACS, Pays-Bas
  o TILDE SIA, Lettonie
  o TOTAL S.E., France
  o Universidade da Coruña – CITIC (Centre for Information and Communications Technology Research), Espagne
  o Université de Lorraine, LORIA, France