Le Centre de recherche de Juliers en Allemagne, l’un des plus grands centres de recherche interdisciplinaires d’Europe, vient d’annoncer la mise en service du premier ordinateur quantique européen doté de plus de 5000 qubits. L’événement marque une étape importante dans le développement de l’informatique quantique en Europe. Ce calculateur quantique a été conçu par D-Wave Systems ; c’est la première fois que l’entreprise lance un système basé sur le cloud quantique en dehors de l’Amérique du Nord.
L’ordinateur est installé au Jülich Supercomputing Centre (JSC), aux côtés des supercalculateurs dont dispose déjà le centre. « L’association des technologies quantiques et de supercalcul est la clé de la réalisation de découvertes scientifiques avancées et ouvre les portes de nouveaux mondes au potentiel d’innovation considérable », a souligné dans un communiqué Mariya Gabriel, commissaire européenne. La mise en service de cet ordinateur est aussi l’occasion de placer l’Allemagne et l’Europe à la pointe de l’informatique quantique sur le plan international.
Le gouvernement allemand se réjouit de cette nouvelle étape. « Les ordinateurs quantiques offrent d’énormes opportunités pour notre avenir et pour l’Allemagne en tant que site de recherche. Ils ont le potentiel de changer notre quotidien pour le mieux », a déclaré Bettina Stark-Watzinger, ministre fédérale de la recherche, qui rappelle que la puissance de l’informatique quantique peut largement contribuer à optimiser l’usage du réseau électrique, les stratégies d’investissement ou encore la conception de médicaments.
Un ordinateur qui repose sur le recuit quantique
C’est en septembre 2020 que D-Wave a dévoilé sa plateforme quantique nouvelle génération, spécifiquement conçue pour les entreprises, qui intègre tous les logiciels et outils permettant d’accélérer la livraison d’applications commerciales d’informatique quantique. Parmi ces outils, le système baptisé Advantage, reposant sur plus de 5000 qubits qui peuvent chacun se connecter à 15 autres qubits ; il est disponible via le service cloud quantique de D-Wave (Leap). D-Wave est un acteur majeur du marché de l’informatique quantique ; il s’appuie sur une technologie spécifique, le quantum annealing (ou recuit quantique).
Contrairement aux autres approches (suivies par IBM ou Google) qui s’appuient sur les portes quantiques universelles — qui sont extrêmement sensibles aux perturbations extérieures et donc sujettes aux erreurs —, le recuit quantique présente l’avantage d’être mieux protégé contre les effets du bruit. Il part d’une superposition mécanique quantique de tous les états possibles, avec des poids égaux. Le système évolue ensuite et modifie ces poids pour que l’ensemble atteigne le minimum énergétique (qui doit correspond à la solution recherchée du problème).
Le recuit quantique est donc principalement utilisé pour optimiser des processus (trouver la meilleure solution parmi toutes celles qui sont possibles), tel que le célèbre problème du voyageur de commerce. La technique est également d’un grand intérêt pour l’industrie, par exemple pour gérer efficacement les flux de trafic ou pour entraîner les réseaux neuronaux d’applications d’intelligence artificielle. D-Wave est l’un des principaux fabricants de systèmes quantiques de ce type ; de nombreuses applications quantiques ont déjà pu être développées grâce à cette approche, dans des domaines aussi variés que la modélisation financière, la planification des vols, la modélisation électorale, la simulation de chimie quantique, la construction automobile, les soins de santé, la logistique, etc.
L’union inédite de l’informatique quantique et des supercalculateurs
Le nouveau système quantique installé au centre de Juliers est le deuxième ordinateur quantique au sein de JUNIQ (Jülich UNified Infrastructure for Quantum computing) — une infrastructure créée en 2019, unique en Europe, qui permet à différents groupes d’utilisateurs allemands et européens d’accéder facilement à l’informatique quantique via le cloud. Le système Advantage est aussi le premier au monde à être installé en dehors du siège de l’entreprise, situé au Canada. « Nos clients européens accordent une grande importance à la souveraineté informatique, et nous sommes heureux de réunir l’expertise de Jülich en matière de deep computing et la capacité de D-Wave à faire évoluer et à commercialiser des technologies transformatrices », a déclaré Alan Baratz, PDG de D-Wave.
« Nous exploitons le système directement chez nous, à Jülich, ce qui nous permet de l’intégrer étroitement dans notre infrastructure de supercalcul », explique le professeur Kristel Michielsen, responsable du groupe Quantum Information Processing au JSC. Ces 5000 qubits lui permettront en effet d’aider à résoudre les problèmes pris en charge par les superordinateurs du centre. Selon le professeur Thomas Lippert, directeur du JSC, ce sera la première fois qu’un ordinateur quantique travaille directement avec un superordinateur.
Cet ordinateur quantique a été développé spécifiquement pour une utilisation industrielle. Il possède ainsi des caractéristiques particulières, toutes accessibles via l’infrastructure JUNIQ : « un système Advantage mis à jour, des systèmes quantiques avec une topologie Pegasus hautement interconnectée et les performances les plus élevées à ce jour dans un système quantique commercial », détaille le communiqué. À noter qu’un tout nouveau bâtiment a été construit pour accueillir cette merveille de technologie. Les systèmes d’ordinateurs quantiques nécessitent en effet d’être préservés au maximum des vibrations. Les deux salles des machines du bâtiment disposent donc de fondations spéciales anti-vibration pour amortir les secousses.
Outre le système conçu par D-Wave, le bâtiment accueillera également un autre ordinateur quantique à partir de l’année prochaine.