La nécessité d’un matériel quantique de pointe

Développer, exploiter et maintenir un matériel quantique de pointe nécessite des investissements financiers considérables. Même des institutions académiques de premier plan comme l’EPFL bénéficient d’un accès à ces dispositifs via des accords avec des acteurs industriels spécialisés, tels que Quantinuum.

« Les ordinateurs de Quantinuum sont parmi les plus puissants, les plus fiables et les plus avancés au monde, avec le plus faible niveau de décohérence, et sont les plus proches du comportement idéal d’un ordinateur quantique.  Ils sont un outil indispensable pour des projets de pointe dans des domaines tels que les algorithmes quantiques et la simulation quantique numérique.

« Cela nous donne accès à certains des meilleurs équipements actuellement disponibles pour la communauté académique, ouvrant la voie à des expériences qui vont au-delà des études purement théoriques ou des simulations numériques à petite échelle », ajoute Giuseppe Carleo, professeur associé à la Faculté des sciences de base et responsable du Laboratoire de sciences computationnelles quantiques de l’EPFL.

À la poursuite du rêve de Richard Feynman

Pour l’accès à l’ordinateur de Quantinuum à l’EPFL, le Centre QSE a collaboré avec SCITAS afin d’intégrer l’accès à distance au sein de leur plateforme informatique existante.

« Cette collaboration illustre bien la complémentarité entre une plateforme comme SCITAS, centrée sur la fourniture de services de calcul haute performance robustes et évolutifs, et un centre tel que le QSE, qui favorise la recherche transdisciplinaire », explique Gilles Fourestey, directeur opérationnel de SCITAS. « L’intégration du calcul quantique dans le cloud à l’environnement HPC de SCITAS permet aux utilisatrices et utilisateurs d’accéder directement à des systèmes distants depuis une interface HPC familière, sans avoir à gérer des outils ou des flux de travail séparés. »

L’accès cloud intégré avec succès à la plateforme HPC de l’EPFL, les scientifiques peuvent proposer des projets de recherche et poursuivre le rêve de Richard Feynman: utiliser un système quantique complexe pour calculer et simuler les complexités de la mécanique quantique. Giuseppe Carleo prévoit d’explorer comment ce matériel peut être utilisé pour la simulation quantique de systèmes complexes à plusieurs corps, où des dispositifs de haute qualité pourraient fournir des connaissances véritablement nouvelles.  Zoë Holmes, professeure assistante à la Faculté des sciences de base et responsable du Laboratoire d’information et de calcul quantiques de l’EPFL, pourra étudier l’utilité de certains calculs réalisés sur des ordinateurs quantiques.

Le calcul quantique accessible aux étudiantes et étudiants

Le Centre QSE, avec des membres du programme de Master en science et ingénierie quantiques de l’EPFL, réfléchit à la manière de rendre cette ressource accessible aux étudiantes et étudiants qui se forment au calcul quantique.

« Si l’EPFL est une université de renommée mondiale en ingénierie nucléaire, c’est parce que nous avons un réacteur nucléaire dédié à la formation sur le campus », ajoute Vincenzo Savona. « Offrir aux étudiantes et étudiants un accès à un véritable ordinateur quantique leur apportera le même niveau d’excellence en formation pratique appliquée au calcul quantique. »