Definition

Ordinateur Quantique as a Service (QaaS)

L' Ordinateur Quantique « à la demande », ou Quantum as a service (QaaS) est une offre de services de calcul quantique - qui s'appuie sur un ordinateur quantique réel ou simulé - accessible sur un mode cloud.

La capacité de calcul des ordinateurs quantiques dépasse, en théorie, celle des ordinateurs traditionnels qui s'appuie sur la physique classique. Cette capacité est due principalement à la nature fondamentale des ordinateurs quantiques où leurs qubits exploitent les principes de superpositions et d'intrications quantiques afin d'effectuer de nombreux calculs parallèles.

Cette faculté liée à la physique quantique fait que les ordinateurs quantiques sont plus efficaces pour essayer de nombreuses solutions à un problème.

Mais la façon de tirer partie de cette capacité est totalement différente de celle de programmer pour l'informatique classique. Vous pouvez par exemple faire plusieurs calculs massivement parallèles, mais vous ne pourrez obtenir qu'un seul résultat (la superposition disparait avec la mesure).

Pour apprendre à gérer cette nouvelle informatique, des acteurs comme Microsoft, IBM ou Atos ont donc lancé des SDK quantiques.

Sur quelles machines utiliser ces SDK ?

Comme les vrais ordinateurs quantiques ne sont pas encore disponibles pour la production, les codes quantiques peuvent fonctionner sur des instances quantiques « virtuelles » dont les comportements - que l'ont connait théoriquement déjà - sont simulés par des ordinateurs classiques.

Mais cette possibilité rencontre une grande limite : quand le nombre de qubits (bits quantiques) augmente linéairement, les ressources informatiques classiques nécessaires pour simuler ces qubits augmentent, elles, de façon exponentielle. C'est la raison pour laquelle le cloud, est le plus à même de fournir une puissance de calcul élevée avec les supercalculateurs et qu'il est donc une bonne option pour émuler les ordinateurs quantiques.

Quand les vrais ordinateurs quantiques seront prêts, les contraintes physiques (très basse température, etc.) font que le moyen le plus simple de les utiliser risque également d'être par le biais d'offres cloud - tout comme aujourd'hui on peut consommer des Google TPU (Tensor Processing Unit), ou des instances HPC pour quelques minutes.

La complexité inhérente au maintien d'un fonctionnement fiable et durable des ordinateurs quantiques est due à leur nature hautement instable. Ils nécessitent un sur-refroidissement et d'autres conditions très contrôlées pour atteindre les fameux états quantiques de superposition.

Certains constructeurs comme Rigetti, Microsoft ou IBM proposent également aujourd'hui à quelques chercheurs de tester leurs véritables ordinateurs quantiques « en cours de développement », in situ, pour se frotter à la réalité de la décohérence, des interférences et de la correction des erreurs de calculs quantiques que ne permettent pas de simuler le QaaS dans sa version émulée.

Cette définition a été mise à jour en mars 2019

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