Multiverse Computing France

Multiverse Computing : Le quantique, un potentiel encore insoupçonné !

Dossier : Vie des entreprisesMagazine N°779 Novembre 2022
Par Michel KUREK (E19)

Aujourd’hui se dessine et se confirme le potentiel des technologies et de l’informatique quantiques. Michel Kurek (E19), directeur général de Multiverse Computing France, dresse pour nous un état des lieux et revient sur le positionnement de son entreprise. Rencontre. 

 

Nous entendons de plus en plus parler  de révolution quantique et d’informatique quantique. De quoi s’agit-il ?

La mécanique quantique est centenaire. C’est la branche de la physique qui étudie et décrit les phénomènes fondamentaux à l’œuvre dans les systèmes physiques à l’échelle moléculaire, atomique et subatomique. Au XXe siècle, la mécanique quantique a permis des inventions majeures comme l’IRM, les horloges atomiques, le GPS… Selon moi, les plus marquantes sont le laser ou le transistor, qui sont les éléments de base de nos ordinateurs et smartphones, et ainsi de notre civilisation de l’information et de la télécommunication.

Aujourd’hui, nous assistons à une seconde révolution quantique. La première avait permis de comprendre le fonctionnement des particules de façon collective. Les progrès scientifiques et technologiques des 40 dernières années ont permis de développer notre capacité à manipuler des objets quantiques (atomes, électrons, photons) de façon individuelle pour y stocker, traiter, lire de l’information et même faire des calculs avec. À partir de là une nouvelle génération d’appareils a émergé, dont certains sont déjà commercialisés. Ils ont vocation à révolutionner divers domaines tant ils surpasseraient les performances des technologies existantes.

En métrologie, on comprend que les objets quantiques, par leur taille, sont extrêmement sensibles aux influences externes. Cela les rend idéaux pour la réalisation de mesures de grandeurs physiques avec une grande précision. En matière de télécommunications, une des lois fondamentales de la physique quantique est que l’on ne peut pas copier de l’information quantique, on est donc à l’aune d’une ère où les communications seraient parfaitement protégées. Enfin les ordinateurs quantiques pourraient effectuer des calculs totalement inaccessibles aux HPC classiques, ce qui profiterait à de nombreuses industries (finance, chimie, sciences des matériaux…).

D’où viendrait alors la puissance du calcul quantique ?

Il faut évoquer deux principes fondamentaux de la mécanique quantique qui sont à l’œuvre pour expliquer la capacité qu’aurait un ordinateur quantique à mener des calculs plus rapidement qu’un ordinateur conventionnel : la superposition et l’intrication.

En informatique classique, l’unité d’information, le bit, peut prendre la valeur 0 ou 1. En informatique quantique, le qubit (équivalent du bit) peut prendre les états 0 et 1 en même temps, dans une certaine proportion. On parle alors de superposition. Ainsi, si en informatique classique, on souhaite calculer la valeur d’une fonction pour les valeurs en entrée 0 et 1, on est obligé de faire le calcul l’un après l’autre. Avec un qubit en état de superposition, on peut ne faire appel qu’une fois au calcul et on obtient une  sorte de calcul parallèle natif. Quant à l’intrication, il s’agit d’une forme de corrélation forte entre deux qubits à l’image de l’intrication pouvant exister entre des particules quantiques même espacées l’une de l’autre par des milliards de kilomètres.

Quelles sont les technologies disponibles pour construire un ordinateur quantique ?

Il y en a principalement trois : celle qui utilise les atomes neutres ou chargés électriquement (ion) pour stocker l’information ;  la photonique qui va utiliser les photons ; celle dans laquelle des dispositifs artificiels vont répliquer les principes de mécanique quantique à l’image de ce qui se passe dans les atomes réels. Ce sont souvent les électrons qui sont ici à l’œuvre. Les laboratoires de recherche, les grands groupes et les start-up explorent aujourd’hui ces pistes. Chacune a des avantages et des inconvénients.

Actuellement nul n’est capable de prédire laquelle ou lesquelles seront les gagnantes dans 5, 10 ou 20 ans. L’informatique quantique reste un domaine où des avancées technologiques seront nécessaires pour être capable de délivrer une machine universelle qui aurait un avantage réel sur les supercalculateurs conventionnels. Les qubits utilisés aujourd’hui ont tendance à perdre rapidement l’information stockée et les opérations qui leur sont appliquées engendrent des erreurs de calculs trop importantes. Néanmoins les progrès conjoints aux niveaux algorithmiques et matériels laissent entrevoir des premiers succès dans le cadre d’applications bien spécifiques.

Dans ce contexte, Multiverse Computing est agnostique au matériel et développe une solution applicative nommée Singularity qui, du point de vue de nos clients, est transparente au type d’ordinateur quantique utilisé. Multiverse Computing est aussi experte de ce que l’on appelle l’ « inspiré du quantique » (« quantum-inspired ») qui vise à transposer un formalisme mathématique puissant utilisé depuis des décennies en physique et chimie quantiques dans des domaines d’application autres : industriel, finance, énergie. Ce traitement permet dans de très nombreux cas de réduire la complexité du problème initial et de pouvoir le résoudre sur des ordinateurs conventionnels.

Qu’en est-il des applications de l’informatique quantique ?

L’ordinateur quantique pourrait surpasser l’ordinateur classique dans la résolution de problèmes dont la complexité augmente exponentiellement avec la quantité des données à traiter. L’informatique quantique pourrait ainsi avoir des applications concrètes dans des secteurs utilisant de l’optimisation combinatoire, la simulation numérique moléculaire et donc la science des matériaux, de la cryptanalyse, de l’intelligence artificielle… Et cela est le cas dans le monde de la finance, de la chimie, de la pharmaceutique, de l’aéronautique, de l’automobile, de la logistique ou encore de l’énergie… D’ailleurs, une récente étude du cabinet BCG estime que la valeur ajoutée de l’informatique quantique pour ces secteurs sera entre 450 et 850 mds de dollars par an à l’horizon 2040.

Prenons l’exemple de la finance. Quelles sont les applications possibles ?

Les acteurs de l’industrie financière sont, depuis toujours, très enclins à adopter des technologies de pointe comme les technologies quantiques. À l’instar des investissements massifs effectués par certains hedge-funds pour optimiser la vitesse de transmission des informations financières, les investissements privés dans le quantique commencent à décoller. Des banques comme Goldman Sachs, JP Morgan ou encore BBVA et Crédit Agricole CIB, en Europe, s’y intéressent de plus en plus. 

En 2018, les fondateurs de Multiverse Computing avaient déjà publié un article scientifique précurseur sur les cas d’usage de l’informatique quantique pour la finance. Dans ce cadre, les principales problématiques relèvent de l’optimisation (portefeuille d’actifs financiers…), de la simulation notamment  pour le calcul des risques, du machine learning (pricing d’instruments financiers complexes, la gestion de portefeuille ou la détection de fraude…). C’est, d’ailleurs, sur ce dernier volet que l’informatique quantique peut apporter une très forte valeur ajoutée. 

Et pour conclure ?

En finance les critères ESG jouent un rôle croissant dans les choix d’investissement, ce qui complexifie de plus en plus les modèles de décision mathématiques. Le calcul quantique sera également ici un outil précieux. C’est aussi le cas dans le domaine des énergies renouvelables et de leur intégration dans les smart-grids.

Je suis convaincu que les technologies quantiques et particulièrement l’informatique quantique pourraient contribuer à l’atteinte des objectifs de développement durable. De nombreux cas d’usage du quantique visant à atténuer/à réduire les causes/effets du changement climatique sont recensés.

Les défis logiciels, technologiques et d’ingénierie qui se posent pour le développement des technologies quantiques sont encore nombreux mais les enjeux sont primordiaux et les équipes de Multiverse Computing sont heureuses de contribuer à ces développements.

 


En bref

Multiverse Computing est une start-up créée en 2019 en Espagne. Aujourd’hui, elle opère  au Canada, en Allemagne et en France. Multiverse Computing se positionne comme un acteur majeur dans le domaine du développement de logiciels quantiques avec une position de leader pour les applications en finance et dans des secteurs variés comme l’énergie, le smart manufacturing, l’automobile.

Poster un commentaire