Même si l’informatique quantique se développe à un rythme de plus en plus rapide, la technologie est encore loin d’avoir atteint le grand public. Il y a plusieurs raisons à cela – la complexité de la physique et de l’ingénierie, le coût et les implémentations relativement naissantes en font partie. Il existe des environnements informatiques qui ont porté le flambeau de la complexité des systèmes dits classiques : le calcul haute performance (HPC), le domaine des datacenters et des supercalculateurs du monde. Là aussi, semble-t-il, se trouve la première frontière du quantique.
Le Supercomputing Research Center de Pawsey en Australie a revendiqué la première installation au monde d’un processeur de calcul quantique (QPU) dans un premier environnement HPC. Basé sur les qubits à base de diamant de Quantum Brilliance, le partenariat a été élaboré pour dynamiser l’appariement des systèmes quantiques et classiques grâce à un environnement de recherche hybride. L’intégration a été facilitée par le fait que le QPU de Quantum Brilliance peut fonctionner à température ambiante – ce que d’autres types de qubits, tels que les propres qubits transmon supraconducteurs d’IBM, ne peuvent pas.
À Munich, en Allemagne, le Leibniz Supercomputing Center dispose déjà d’un centre d’informatique quantique qui se concentre sur la création d’algorithmes et d’outils capables de relier les domaines quantique et classique via son initiative Future Computing. Le hub intègre actuellement l’un des chouchous de l’accélérateur d’IA, Wafer Scale Engine (CS-2) de Cerebras. Plus haut dans le monde, le gouvernement britannique a récemment plongé ses orteils institutionnels dans le monde quantique, en acquérant un système informatique quantique basé sur la photonique d’Orca Computing.
Un autre concepteur de puces orienté vers l’IA, Ampere, a également conclu un partenariat d’intégration HPC avec Rigetti, qui produit des QPU supraconducteurs basés sur des qubits.
L’hypersensibilité des ordinateurs quantiques à leur environnement signifie également que la plupart des offres de traitement quantique disponibles aujourd’hui ne sont accessibles que via un environnement compatible avec le cloud. Cela permet aux systèmes quantiques d’être physiquement situés sur les installations spéciales de leurs concepteurs tout en permettant un accès à distance. QPU tels que le record de Xanadu Boréalis sont mis à disposition via l’environnement cloud de l’entreprise. Le même processus s’applique à Quiskit d’IBM et à la plate-forme logicielle de simulation quantique cuQuantum de Nvidia. Ceux-ci sont des exemples de simulateurs d’informatique quantique accessibles dans le cloud disponibles aujourd’hui pour les chercheurs du monde entier – la seule exigence étant une connexion Internet active.
Amazon, qui propose ses propres services de supercalcul basés sur le cloud, a également étendu son offre au domaine de l’informatique quantique en s’associant à un certain nombre d’entreprises quantiques. Par exemple, Amazon Braket offre à ses clients un accès cloud à diverses topologies quantiques : les systèmes de recuit quantique de D-Wave, les processeurs quantiques à piège à ions d’IonQ et les systèmes qubit supraconducteurs de Rigetti et, encore une fois, d’IonQ.
Phillipe Notton, PDG de SiPearl, envisage l’avenir des QPU en tant que co-processeurs des accélérateurs CPU et GPU de l’informatique classique. La société basée en France est l’un des principaux fabricants de puces pour les systèmes exascale européens et développe actuellement ses processeurs Rhea basés sur Arm pour une intégration dès 2023. Selon Notton, les systèmes classiques seront un élément indispensable du quantum, servant de médiateurs. pour les accélérateurs quantiques.
Il faudra de longs temps de développement jusqu’à ce que les solutions d’informatique quantique grand public soient disponibles – et certaines pourraient ne jamais l’être – d’une manière prête à l’emploi. Jusque-là, les conceptions d’infrastructure, de refroidissement et d’alimentation électrique sécurisées et de pointe des centres HPC constituent des éléments essentiels pour permettre et démocratiser l’accès à l’informatique quantique.