IBM avance à petits pas dans l'informatique quantique

Big Blue a dévoilé un nouvel ensemble d'API et de services dont l'objectif est de permettre aux entreprises de commencer à tester les applications de l'informatique quantique. La firme espère s'attaquer à des problèmes que l'informatique traditionnelle ne peut résoudre.

Après près de 30 années de développement dans ses laboratoires de recherche, IBM a récemment dévoilé les premiers fruits de ses travaux, qui laissent entrevoir ce que la technologie pourrait offrir à terme.

En hors-d’œuvre, Big Blue a publié un jeu complet d’API dont le but est de permettre aux développeurs de bâtir des interfaces entre les serveurs traditionnels et sa Quantum Experience, un système quantique à cinq qubits (quantum bits) hébergé dans le cloud de Big Blue. Avec ces API, IBM fournit un simulateur de quantum computing, accessible via IBM cloud, permettant de simuler l’exécution des algorithmes sur un système équivalent 20 qubits.

La firme d’Armonk promet de dévoiler un SDK complet dans le courant du premier semestre qui permettra aux développeurs de bâtir des applications « quantiques » simples à des fins scientifiques ou à des fins commerciales.

L'informatique quantique, une discipline émergente

Dans le domaine de l’informatique quantique, IBM est notamment confronté au Canadien D-Wave, dont les systèmes sont déjà installés chez des clients comme Lookeed Martin ou la NASA et qui cible aussi des premières applications proches de celles visées par IBM.

Le dernier-né de D-Wave, le D-Wave 2000Q est un ordinateur disposant officiellement de 2000 qubits. Mais plusieurs experts doutent toutefois de la nature quantique des machines de D-Wave, les processeurs de la firme s’appuyant sur la méthode du recuit simulé quantique (Quantum annealing) et ne peuvent résoudre qu’un nombre limité de problèmes.

Les machines IBM Q de Big Blue seront quant à elles capables d’offrir une cinquantaine de qubits dans les prochaines années, mais ce seront, selon la firme des ordinateurs quantiques universels (ou « Quantum Turing Machine ») avec des applications potentielles bien plus larges que celles des machines de D-Wave.

Malgré l’aura qui entoure le quantum computing, il serait toutefois imprudent de considérer que ces annonces sont le début d’une vague destinée à remplacer les systèmes conventionnels. L’objectif de Big Blue avec ses efforts dans l’informatique quantique est plutôt de s’attaquer à des problèmes complexes que les systèmes modernes ne savent pas résoudre.

S'attaquer aux problèmes que l'informatique traditionnelle ne peut résoudre

« Il pourrait à terme y avoir un quantum computer à tolérance de panne capable de faire tout ce qu’un ordinateur classique sait faire, mais cela va prendre beaucoup de temps », indique Dave Turek, le vice-président en charge des systèmes cognitifs et des systèmes HPC d’IBM. « Pour l’instant, ce que nous tentons de résoudre est un ensemble de problèmes que ne savent pas traiter les ordinateurs conventionnels ».

Un exemple pratique mentionné par Turek est celui dit du « commercial itinérant ». Les ordinateurs conventionnels peuvent facilement calculer le chemin optimal pour un commercial devant se déplacer entre deux, trois ou quatre villes. Mais si ce trajet implique 20 villes ou plus, la combinatoire en matière de chemins possibles s’accroît de façon exponentielle et cela devient un problème difficile à résoudre pour un système moderne. De façon générale, les problèmes de recherche opérationnelle et d’optimisation posent de vrais soucis aux architectures traditionnelles. L’informatique quantique pourrait donc être précieuse pour résoudre des problèmes tels que la planification des feux dans les grandes villes, la gestion du trafic aérien, la modélisation et planification de grands projets, l’optimisation des grandes chaînes logistiques, etc.

Une autre application des ordinateurs quantiques est la recherche en chimie moléculaire ou la combinatoire et les interactions entre éléments sont aussi un défi aux architectures traditionnelles. Les systèmes quantiques ont aussi des applications potentielles en finance (analyse financière, simulation Monte Carlo, etc.) et en cryptographie.

Depuis l’an passé, IBM et quelques partenaires industriels, membres de l’IBM Research Frontiers Institute, dont Samsung, Honda, JSR, Canon, Nagase et Hitachi Metals — ont mené des recherches sur les applications potentielles de l’informatique quantique et ont évalué sa viabilité pour des usages business. En parallèle près de 40 000 utilisateurs, notamment du monde de l’éducation et de la recherche, ont mené près de 275 000 expériences au sein de l’IBM Quantum Experience au cours de l’année écoulée. IBM a par exemple travaillé avec le MIT, l’institut d’informatique quantique de l’université de Waterloo ou l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL).

De vrais systèmes quantiques ne seront sans doute pas opérationnels à grande échelle avant des années. Mais le fait d’ouvrir la recherche à de vrais utilisateurs en entreprises permet à ces clients d’évaluer ce à quoi la technologie pourrait leur servir, explique Turek : « Je pense que vous allez voir des choses intéressantes dans les deux prochaines années lorsque les développeurs vont commencer à résoudre de vrais problèmes métier ».

Les spécifications des nouvelles API « quantiques » d’IBM sont disponibles sur GitHub à l’adresse : https://github.com/IBM/qiskit-api-py.

 

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