Un accord entre le Forschungszentrum Jülich (FZJ) et le CEA renforce leur coopération dans le domaine de l’intelligence artificielle (IA), de l’analyse de données et de la simulation numérique avec le laboratoire virtuel AIDAS (pour « AI, Data Analytics and Scalable Simulation »).
« L’objectif de cette collaboration avec ce labo virtuel est l’Exascale. On adresse les méthodologies qui tournent autour de l’Exascale », explique Christophe Calvin du CEA, qui dirige le laboratoire.
Cette collaboration franco-allemande permet de préparer toutes les couches logicielles pour les exploiter correctement dans le cadre des futurs supercalculateurs. Il faut en effet savoir que les ordinateurs Exascale s’appuieront principalement sur des GPU, ce qui exige une adaptation des codes. Et les processeurs seront de plus en plus de type ARM.
« L’objectif de cette collaboration avec ce labo virtuel est l’Exascale. On adresse les méthodologies qui tournent autour du supercalculateur. »
Christophe CalvinAdjoint à la Directrice de la recherche fondamentale en charge du HPC et de la simulation, CEA
Mais attention : l’objectif n’est pas de construire un supercalculateur ; il s’agit de développer les applications aptes à tirer parti d’un ordinateur Exascale. Le CEA et le FZJ n’ont en effet pas les compétences pour créer des processeurs pour des supercalculateurs Exascale. En revanche, ces organismes ont des compétences en termes de design et d’architecture, ainsi qu'au niveau de leur utilisation.
Actuellement, ils travaillent sur des architectures modulaires, qui permettent d’intégrer différents types de technologies (CPU classique, GPU et plus tard accélérateur quantique). Il s’agit aussi d’administrer cette architecture modulaire, et de travailler sur les cas d’usage mélangeant simulation numérique, et traitement de données massif à base d’intelligence artificielle.
Le quantique fait partie des recherches, avec des couches middleware pour accélérer le calcul quantique. Simultanément, des intergiciels seront développés autour des matériaux – pour la microélectronique, mais aussi le quantique et le nucléaire –, des neurosciences, des énergies.
Pour Christophe Calvin, l’avenir proche est au NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Le CEA a d’ailleurs investi dans une startup du domaine, Pasqal, qui devrait fournir 100 Qubits d’ici 2023. Il devrait être alors possible d’implémenter les premiers algorithmes quantiques sur cette architecture, avec un bruit associé qui pourra être contrôlé, et donc avec taux de fiabilité connu.
Les technologies NISQ vont servir à intégrer calcul quantique et classique. Il s’agit notamment de réduire le bruit quantique, qui augmente avec le nombre de Qubits, grâce à l’intelligence artificielle tournant sur des ordinateurs Exascale : « c’est une piste intéressante, sans doute pas la seule. Cela peut permettre d’avoir dans une première phase un réseau de neurones », indique Christophe Calvin.
À côté de cette collaboration AIDAS, le CEA travaille avec d’autres partenaires, notamment Atos autour du HPC et du quantique. « Atos a eu une très bonne idée avec son émulateur QLM avec un environnement d’utilisation et de programmation d’une future machine quantique. Nous travaillons avec eux dans un cadre européen financé par EuroHPC », relève Christophe Calvin.
Le but de ce projet, dit HPCQS, est d’intégrer des technologies quantiques dans des supercalculateurs et de développer des logiciels, basés sur une approche QLM, pour pouvoir offrir une interface d’utilisation simple. L’enjeu est aussi de tester plusieurs technologies quantiques.
