Cloud computing quantique, où en sommes-nous?

Sreekumar Sreedharan, Vice President and Service Offering Head, Oracle Practice, Infosys revient sur le sujet et partage son point de vue.

Tirer parti de l’informatique quantique

La DQC fonctionne selon les principes de la mécanique quantique.  Le terme « quantum » fait référence à la plus petite unité de la physique quantique. Il utilise donc les lois de la physique qui régissent l’informatique quantique et qui permettent à cette dernière de garantir à environnement sécurisé pour des applications telles que la cryptographie. Un autre avantage de la DQC est qu’elle traite des principes appliqués à un niveau subatomique, ce qui en fait un choix pertinent pour les batteries, les matériaux, la recherche en chimie et les applications dans les industries, telles que les produits pharmaceutiques.

En raison de l’exécution linéaire des ordinateurs classiques, l’ajout d’un grand nombre de processeurs pour résoudre des problèmes très complexes devient une solution peu pratique. Les ordinateurs quantiques permettent de combler cette lacune en fournissant des qubits qui constituent une unité de calcul robuste pour résoudre des problématiques complexes de grande envergure. La DQC n’utilise pas de nombres binaires, les qubits représentent n’importe quelle valeur entre 0 et 1. Les qubits, contrairement aux bits traditionnels, peuvent exister dans plusieurs états, ce qui permet des calculs simultanés, effectuant ainsi les tâches plus rapidement et plus efficacement que les ordinateurs binaires.

L’informatique quantique est également à l’origine de l’essor actuel de l’intelligence artificielle (IA), qui utilise des données et des algorithmes d’apprentissage de modèles pour doter les robots d’une intelligence humaine. L’informatique quantique stimule les capacités de calcul de l’IA, ce qui lui permet de s’attaquer à des problèmes de plus en plus complexes dans un large éventail d’industries et de disciplines.

L’’informatique quantique est par exemple utilisée dans le secteur de l’énergie. La quantité de données nécessaires à l’entretien, au traitement et à l’optimisation des systèmes énergétiques augmente à un rythme exponentiel à mesure que les réseaux énergétiques mondiaux se développent. Cela augmente également la charge sur les systèmes de sécurité et de connexion du réseau.

L’utilisation de la chimie, de la cybersécurité, de la simulation quantique, de l’optimisation et du machine learning sont quelques exemples d’utilisation où l’informatique quantique participe à la transformation du secteur.

Le cloud computing quantique, démultiplicateur d’efficacité

Le cloud computing quantique (QCC) fait référence à l’utilisation de ressources quantiques distantes qui permettent aux utilisateurs d’accéder à des ressources informatiques quantiques – telles que des simulateurs ou des processeurs – sans posséder ou exploiter un dispositif quantique physique. Les ordinateurs quantiques sont accessibles à partir d’ordinateurs classiques par l’intermédiaire de plateformes d’application en cloud. Dans un environnement hybride, les ordinateurs classiques interagissent avec les ordinateurs quantiques pour des besoins de calcul spécifiques. En raison de ses capacités de calcul élevées, un seul ordinateur quantique doté des qubits nécessaires suffit pour exécuter des problèmes de simulation, d’optimisation ou de machine learning. L’état quantique, dans lequel la sortie dérivée par un ordinateur quantique reste cohérente, n’existe que pendant une brève période, ce qui en fait un élément important à prendre en compte pour le QCC.

Cette technologie hybride est en plein essor. Les avantages du cloud computing s’appuyant sur la technologie quantique offre une plus grande productivité grâce à une meilleure efficacité interne, car le cloud quantique peut réaliser des calculs complexes plus rapidement et avec plus de précision que le cloud standard. Elle offre également une meilleure intelligence économique, car ces calculs sont en mesure d’analyser des ensembles de données vastes et variés et fournir des informations pour la prise de décision et l’innovation.

Le QCC présente également un grand potentiel d’utilisation dans le cadre de certaines formes de transformation numérique. Grâce à cette technologie les entreprises et les organisations peuvent par exemple, exploiter le potentiel de l’informatique quantique pour trouver des solutions innovantes à des problèmes insolubles et améliorer l’efficacité de leurs opérations. La communication et l’informatique quantiques sont quelques-uns des autres domaines dans lesquels le QCC peut constituer un atout pour les entreprises.

Bien que le QCC soit encore futuriste et que qu’une poignée d’entreprises misent sur son potentiel, de grands acteurs tels qu’IBM, Amazon, Google, ou encore Microsoft mettent à disposition des chercheurs, développeurs, enseignants et autres spécialistes du matériel quantique, des simulateurs, des émulateurs et des outils logiciels.

Pour faciliter le développement et le déploiement d’algorithmes quantiques sur le cloud, plusieurs de ces fournisseurs offrent également un accès à des langages de programmation, des bibliothèques et infrastructures logicielles spécifiques au quantique.

Les défis à relever

• La complexité

L’informatique quantique est un domaine dont la maîtrise exige un niveau élevé d’expertise. En raison de cette complexité, les utilisateurs peuvent estimer difficile d’accéder aux ressources d’informatique quantique basées sur l’informatique en cloud et de les utiliser.

• La Scalabilité

Dans les ordinateurs quantiques comme dans les ordinateurs traditionnels, l’évolutivité est un obstacle majeur. L’intégration du cloud computing quantique présente toutefois de nouvelles difficultés, telles que la nécessité d’une communication à faible latence et à grande vitesse entre les composants quantiques et conventionnels, ainsi que la gestion et l’allocation dynamiques des ressources.

• Le développement de matériels et de logiciels

Compte tenu de la nature technique de l’informatique quantique, l’expertise est essentielle pour fournir des solutions réalisables. Le développement de matériel et de logiciels quantiques capables de prendre en charge des qubits de haute qualité, la correction des erreurs et l’évolutivité constituent un défi technique majeur.

L’informatique quantique est une technologie émergente qui vise à tirer parti du domaine quantique pour résoudre des problèmes complexes.

L’émergence de l’informatique hybride, ainsi que la synergie des ordinateurs quantiques et conventionnels, pourraient résoudre certains de ces défis technologiques. En effet, ce type de machine contient une unité analogique puissante pour les calculs et une grande mémoire numérique.

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