00:04Bonjour, bienvenue à ces martynovations qui sont consacrés aujourd'hui à l'informatique quantique

00:09Je suis Olivier Ezratti, je suis consultant, auteur, enseignant, formateur, et on va dire indépendant dans la méduse quantique

00:14C'est un sujet que je traite depuis à peu près 5 ans, que j'ai découvert après avoir passé par pas mal d'autres sujets dans le domaine du numérique

00:20Je suis moi-même ingénieur développeur à l'origine, ingénieur logiciel, j'ai fait toute ma carrière dans le domaine du logiciel et du numérique, et le quantique est un sujet passionnant qui m'occupe maintenant à temps plein et qui me

00:32permet de partager avec vous ce que j'ai pu en apprendre et de vous donner un petit peu des grilles de lecture pour comprendre quel est l'état de l'art, et où est-ce qu'on en est, et où est-ce qu'on va

00:38Alors, j'ai une autre casquette que j'évoquerai dans le cours de ma présentation qui je suis, je suis aussi cofondateur de la Quant à énergie initiative, qui est une initiative co-lancée avec des chercheurs, Alexia Auffèves qui va se Singapour, au CNRS, Robert Whitney qui est basé au CNRS à Grenoble, et Janine Splettstoesser qui est basée à..

01:16Il faut quand même rappeler que la physique quantique, elle est née au début du 20e

01:54Siècle, notamment avec les travaux de Max Planck, Albert Einstein, puis après Heisenberg, Schrödinger, Paul Dirac, Max Born, et j'en passe plein d'autres, et cette branche de la physique, qui était révolutionnaire par rapport à la physique newtonienne classique, concerne essentiellement le comportement des objets quantiques, qui sont des particules élémentaires, qui sont les électrons, qui sont les atomes, les composants des atomes que sont les neutrons, les protons, et ça concerne aussi les photons dans des grandes lumières de toutes les fréquences, des radiofréquences jusqu'aux infrarouges

02:32Ou les lumières visibles, l'ultraviolet, aux rayons X, tout ça, ce sont des photons qui sont aussi régies par les lois de la physique quantique

02:39Alors, cette quantification qui a été formalisée au début par Max Planck en 1900, elle consiste à dire que ces particules élémentaires, elles ont des propriétés qui sont discontinues

02:51Alors notamment, leur niveau d'énergie, le niveau d'énergie d'un atome, quand il est excité, il ne peut pas être, contrairement, élevé de n'importe quelle valeur, il dépend des interactions entre les photons, les électrons, il dépend des orbites des électrons autour des noyaux

03:00Des atomes et tout ça, c'est défini de manière extrêmement précise, de manière digitale en fait, en gros

03:10Donc par exemple, il y a aussi des propriétés magnétiques des atomes, ces propriétés sont discontinues, elles ne sont pas continues, et ça, c'est à peu près 30 ans de découverte de début de la physique quantique au début du 20e siècle

03:19La deuxième propriété qui a été découverte aussi à cette époque-là, c'est ce qu'on appelle la dualité onde corpuscule, ou l'interaction de la lumière et de la matière

03:27Alors, l'interaction de la lumière de la matière, c'est la manière dont les photons interagissent avec les atomes

03:36Et les électrons, et ça, on connaît à peu près bien le fonctionnement de cette interaction depuis le début du 20e siècle, et ça nous sert à comprendre comment fonctionne la photosynthèse, par exemple, dans les plantes

03:44Ça a permis d'inventer derrière les panneaux photovoltaïques pour capter la lumière du soleil, et tout ça, ça s'appuie aussi sur une autre propriété de ces particules élémentaires, leur dualité, en particulier

03:56En français, la dualité, en particulier, veut que les objets quantiques, donc ce sont les électrons, les photons ou les atomes, et bien, selon les circonstances, selon la manière dont les on les manipule, et bien, ils vont se comporter comme des ondes qui peuvent s'additionner ou se soustraire avec des phénomènes d'interférence, comme on l'a pour l'eau, de leçons qu'on a sur les vagues dans l'eau, ou qu'on a sur la lumière qui sait général les interférences, mais il se trouve que même les particules avec une masse comme les électrons ou les atomes peuvent se comporter comme des ondes dans certaines circonstances et générer ces phénomènes d'interférences

04:26Alors, cette notion d'onde de dualité onde particules, elle est extrêmement importante dans les cas d'usage qu'on va découvrir plus

04:31tard dans l'informatique quantique, parce que c'est ça qui permet d'apporter la puissance de calcul aux ordinateurs quantiques

04:43Alors, il se trouve que ces grandes propriétés de la matière qu'on a découvert plutôt au début du 20e siècle, on les exploite depuis très longtemps, je dirais depuis après la guerre, pour faire simple, de plus après la Seconde Guerre mondiale, depuis l'invention du transistor en 1947, depuis en gros la révolution numérique dans laquelle on est aujourd'hui, et bien nos microprocesseurs, nos fibres optiques, notre GPS, même les IRM qui nous permettent de faire des examens médicaux

05:06Non invasifs, les cellules photovoltaïques, même vos écrans de télévision à base d'écran LCD qui ont des quantum dots permettant d'améliorer la qualité de la couleur sur ces écrans, tout ça c'est basé sur des phénomènes de physique quantique qui correspondent aux découvertes du XXème siècle

05:18Alors, une des manières de bien caractériser cette révolution numérique, c'est tous ces objets quantiques, en général, on les manipule en groupe, à savoir que dans un transistor il y a des milliards de milliards et l'écran qui circulent dans tous nos objets numériques d'aujourd'hui, on ne ...contrôle pas un électron, un photon ou un atome de manière individuelle, alors ça aboutit à sa révolution numérique que vous connaissez, et ça aboutit à cette fameuse loi de Moore

05:45La loi de Moore, c'est elle qui a permis pendant plus de 50 ans de voir augmenter régulièrement la quantité de transistors qui sont intégrés dans l'esprit conducteur, dans les chipsets, ceux qu'on a dans nos téléphones, dans nos laptops ou dans nos serveurs dans le Cloud

06:03Il se trouve que cette loi de Moore, elle est assez controversée parce qu'on considère qu'elle s'est arrêtée il y a quelques temps

06:09Bon, la réalité, c'est que c'est pas Vraiment arrêté, on continue encore aujourd'hui régulièrement, même si ce chart date de 2018, on est en 2019, on continue d'augmenter le nombre de transistors dans les puces, mais comment on le fait? On le fait soit en augmentant la densité, en augmentant le nombre de transistors par millimètre carré, mais on le fait aussi en augmentant tout bêtement la taille des puces

06:32Il se trouve que, par contre, d'autres caractéristiques spécifiques des processeurs se sont ralenties depuis une bonne dizaine d'années

06:39L'une des plus marquantes, depuis à peu près 2005, c'est le ralentissement de la progression de la Vitesse d'horloge des processeurs, c'est en gros la vitesse à laquelle on calcule, le nombre d'opérations par seconde

06:52Aujourd'hui, si vous avez un laptop, en moyenne, il tourne autour de 3 gigahertz, votre téléphone, il tourne autour de 2 gigahertz en moyenne, et on n'augmente pas cette fréquence

06:58Pourquoi ? Vous allez le voir derrière, c'est lié à un phénomène qui a été formalisé il y a longtemps et qui a été, en gros, manifesté depuis 2005 ici, ce qui est que, quand on augmente la densité des transistors dans les processeurs, et bien, le processeur, il chauffe, il chauffe de plus en plus, en gros, la dissipation

07:23Thermique par mètre carré augmente avec la densité, alors que c'était pas le cas, en gros, entre 1965 et, en gros, 2005

07:33C'est quand même pendant 40 ans, quoi

07:44Pendant 40 ans, on a bénéficié d'une stabilité de la consommation par unité de surface dans les processeurs, et depuis 15 ans, eh bien, ça augmente et ça pose un problème énorme, et on a vu, par conséquent, un certain nombre de progrès au ralentir, notamment la performance de ce qu'on appelle le nombre de cœurs qu'il y a dans les processeurs

07:49Tout ça, ça s'est ralenti depuis cette période-là

07:54Alors, c'est pas la loi de Moore, en fait, qui nous embête aujourd'hui

08:01C'est ce qu'on appelle la fin de l'échelle de Dennard

08:08L'échelle de Dennard, c'était une courbe là, qui est à gauche de 2006, qui permettait d'avoir une stabilité de la consommation par unité de surface des processeurs, en augmentant la densité

08:15Donc, quand on est passé de 180 nanomètres à 65 nanomètres sur les processeurs, et bien, la consommation énergétique ne bougeait pas, ce qui permettait d'augmenter, en gros, le rendement énergétique des processeurs

08:23Et depuis 15 ans, même plutôt 18 maintenant, depuis 2005 à peu près, 2006, et bien, quand on continue à descendre la taille des transistors, et bien, on voit la courbe bleue qui augmente radicalement, et bien, la densité énergétique, la dissipation thermique par millimètre carré augmente, et ça, ça a des conséquences qui sont très embêtantes pour l'industrie informatique

08:42Aujourd'hui, l'une des conséquences qui est assez méconnue, c'est un phénomène qu'on appelle le Dark silicone, le silicium noir

08:49Qu'est-ce que c'est que le silicium noir qui est représenté par le petit schéma en bas avec des rectangles noirs ? C'est la partie des processeurs qu'on ne peut pas utiliser pendant qu'on utilise un laptop, un téléphone ou un serveur

09:00Pourquoi ? Parce que si on On utilisait à la fréquence maximale d'horloge des processeurs, tous les transistors en même temps, le processeur chaufferait trop et, en gros, il tomberait en panne

09:15Et donc, on évite ça comment ? Soit en désactivant des parties du processeur, soit en réduisant la vitesse d'horloge, soit en ayant des cœurs qui sont rapides et des cœurs qui sont lents

09:23En tout cas, il y a tout un tas d'astuces qui sont utilisées pour éviter ça

09:31Donc, par exemple, quand vous prenez un processeur de laptop ou de smartphone qui a huit cœurs, en règle générale, on n'utilise pas correctement tous les cœurs en même temps

09:39Et donc, ça c'est un vrai problème aujourd'hui, et il y a un autre problème qui est que la loi de Moore, dont vous entendez parler régulièrement, dont on dit qu'elle est en train de ralentir, elle est effectivement en train de ralentir, mais d'une manière assez inattendue

09:50Vous avez sûrement entendu parler des objectifs des États-Unis et de l'Europe, notamment Thierry Breton, de mettre en place des usines de production de micro-conducteurs en Europe et aux États-Unis, capables de descendre en densité, donc par exemple, pour faire des processeurs avec des transistors à 5 nanomètres dans quelques années, à trois nanomètres, puis Deux nanomètres, puis un nanomètre, donc qui se rapproche d'ailleurs de la taille des atomes qui font à peu près un dixième de nanomètres, et donc on voit régulièrement des annonces sur l'augmentation de la densité des transistors dans les puces

10:19La réalité est tout à fait différente et c'est une découverte assez marrante à partager avec vous, ce tableau qui est incompréhensible, je vous documenterai

10:30C'est un tableau qui est publié par un lit trois œufs qui fait en gros un point de la technologie d'intégration des transistors tous les ans, et la Stabo, il date de 2022, je pense qu'il date de la fin de l'année

10:36Dernière, et ce tableau, qu'est-ce qu'il vous montre? Il vous montre la roadmap pour passer de 3 nanomètres à ziego 5 nanomètres dans la densité des transistors, et ce qu'on découvre dans ce tableau, qui est quand même assez sidérant, c'est qu'aujourd'hui, quand on parle de trois nanomètres qui sont fabriqués par TMC à Taïwan, en fait, la taille des transistors, c'est 48 nanomètres, et quand on va dans la roadmap jusqu'à 2037, donc ça remarque qui est prévu par TCMC, par Samsung, par Intel, et bien quand on avance de 15 ans, et bien qu'est-ce qu'on voit? On voit que les transistors dans 15 ans, ils feront 38 nanomètres

11:15Et l'écart entre les pistes métalliques qui permettent de contrôler le courant qui va au transistor est de 16 nanomètres

11:21Donc en fait, quand on vous parle de d'intégration de transistor à trois nanomètres, il n'y a aucune caractéristique du transistor qui a cette taille-là, c'est juste un label marketing qui est utilisé par les constructeurs

11:33Et la réalité, c'est que le label non marketing qui est G38 M16 T6, qui décrirait une technologie dans 15 ans, bah, c'est pas un label très facile à communiquer, donc il n'est pas utilisé pour le grand public

11:41La réalité, c'est qu'en fait, en pratique, on n'arrive plus à

11:49Descendre la taille des transistors pour tout un tas de raisons liées à la fabrication, et ce qu'on fait, c'est qu'on descend petit à petit certains éléments, la taille des transistors, et on essaye de les mettre les uns sur les autres

11:57Donc là, on prévoit que dans 15 ans, on en mettra six couches les uns sur les autres, mais ça posera quand même le problème des fuites de courant et du réchauffement, d'où le fait qu'il y a un besoin de trouver d'autres solutions

12:09Donc, l'industrie informatique, ça fait plusieurs dizaines d'années qu'elle cherche des solutions alternatives aussi ici en actuelle pour augmenter la puissance de calcul ou baisser la consommation d'énergie, et avant de vous parler de l'informatique quantique, je vais vous décrire les techniques qui sont envisagées par les différentes industries du numérique

12:26Première technique, ça consiste à créer des processeurs à base de silicium, mais qui ont en gros directement des sortes de réseaux de neurones qui permettent de faire ce qu'on appelle le recuit

12:37Le recuit digital, c'est un peu l'équivalent de l'ordinateur quantique de D-Wave au Canada, mais appliqué à des processeurs CMOS et qui permettrait de résoudre des problèmes de combinatoire plus

12:42efficacement que sur des processeurs classiques, ça c'est la première méthode qui a utilisé

12:48Alors pour l'instant, il n'y a pas beaucoup de monde, il y a juste Fujitsu dessus au Japon qui travaille dans ce domaine-là

12:54Deuxième étape qui est envisagée, qui est liée au réchauffement qui est provoqué par les transistors dans les, dans les processeurs habituels, l'une des raisons, disons même la raison principale pour laquelle les transistors font chauffer nos processeurs, c'est que nos portes logiques dans les, dans les circuits actuels, elles détruisent de, par exemple, quand on fait du calcul, on prend deux bits pour

13:18En trouver un troisième et on détruit un bit quand on fait cette opération, et cette forme de calcul, qui domine toute l'informatique aujourd'hui depuis des décennies, elle détruit l'information et elle crée la chaleur

13:28Et une des solutions qui est envisagée depuis des décennies, depuis au moins les années 70, c'est de faire du calcul qui est réversible, qui ne jette pas les bits à la poubelle au fur et à mesure du calcul, qui nécessite de ce fait plus de mémoire et plus de capacités de stockage, mais qui, grâce à ça, permettrait de consommer moins d'énergie

13:36Et donc, c'est une technologie

13:44qui est envisagée pour baisser la consommation d'énergie, mais pas forcément pour aller plus vite

13:53Troisième technique envisagée, c'est d'utiliser la lumière pour faire du calcul

14:03C'est notamment utilisé par des startups comme LightOn en France, qui est assez connu dans le domaine, qui s'est spécialisé dans ce domaine-là, et qui utilise des processeurs optiques pour améliorer la vitesse de calcul dans certaines tâches liées au machine learning

14:12Quatrième technique envisagée, c'est de remplacer la circulation d'électrons des circuits électroniques et de transistors par de la

14:17circulation de photons et de faire des calculs à base de photons, on appelle ça l'optoélectronique

14:23C'est très utilisé d'ailleurs dans le monde des télécommunications pour multiplexer les signaux dans les fibres optiques, pour faire en sorte qu'il y ait des térabits par seconde qui circulent dans les fibres optiques, et notamment dans les fibres transatlantiques, et c'est un énorme objectif que se sont donné beaucoup d'acteurs du marché que d'essayer d'appliquer ça aussi au calcul

14:35Cinquième méthode qui est assez exotique, mais qui d'ailleurs fait partie du crédo de quelques startups dans

14:47Le monde dont Hawaii pointait, qui, contrairement à son nom, est basé à Grenoble en fait, donc c'est une startup française qui essaye de faire du calcul probabiliste et qui, dans certains cas de figure, pourrait améliorer l'efficacité et la vitesse de certains de la résolution de certains types de problèmes dans les entreprises

14:59Et puis le dernier cas que je voulais évoquer, c'est le calcul supraconducteur, alors qu'il faut bien distinguer des qubits supraconducteurs dont on parlera tout à l'heure

15:08Le calcul supraconducteur, c'est une forme de calcul qui utilise des composants électroniques qui

15:15fonctionnent à très basse température, en gros, c'est à moins de 1 Kelvin, donc zéro Kelvin étant le zéro absolu, à moins de 273,15 degrés Celsius, et ces composants, ils ont deux caractéristiques très intéressantes, mais ils sont difficiles à mettre au point encore aujourd'hui

15:26Première caractéristique, c'est que leur fréquence d'horloge peut potentiellement dépasser 100 GHz, c'est comme ça, pas par rapport aux 3 gigahertz de nos processeurs actuels, et la deuxième caractéristique, elle est très sympathique, c'est qu'ils consomment très peu d'énergie

15:37Mon inconvénient, c'est qu'il faut les refroidir, mais on pense que le bilan énergétique en refroidissant est positif, puisque en les refroidissant, il y a moins de résistance dans l'électronique intégrée dans ses composants, et ça devient très intéressant

15:49Alors, c'est là-dessus qu'intervient l'informatique quantique

15:55L'informatique quantique, c'est une autre solution de d'informatique non conventionnelle, comme "national computing" en américain, qui est envisagé par l'industrie, et cette cette, a priori, d'ordinateur quantique, elle s'appuie sur une vague technologique que, à l'aspect sans prix Nobel, appelle la seconde révolution quantique

16:16Qu'on appelle la seconde révolution quantique, c'est la capacité technologique à exploiter en gros trois grands phénomènes

16:23Le premier phénomène, c'est la superposition des états, qui est d'ailleurs la dualité de particules, c'est la capacité à exploiter des objets quantiques qui sont dans deux états en même temps, ou liés au fait que quand on additionne deux ondes qui caractérisent nos objets quantiques, et bien ça fait une troisième onde

16:34Et quand on raisonne par des ondes avec nos objets quantiques, et bien c'est facile de comprendre qu'on peut superposer des ondes, c'est le principe de base, il en

16:45découle un deuxième principe, assez directement d'ailleurs, d'un produit mathématique qui est ce qu'on appelle l'intrication, c'est le fait que des objets quantiques, comme des photons qui ont été générés par les mêmes atomes excités par un laser, et bien ces photons vont avoir, en gros, une caractéristique qui est d'être un objet unique et avec une interdépendance entre les deux photons qui fait que si on mesure un photon, on voit quelque part, on obtient un résultat dans la mesure de sa polarisation, et si on mesure son photon jumeau qui est envoyé ailleurs, on obtiendra le même résultat, mais c'est pas des photos qu'on a programmées à l'avance en disant : "Tu te mets à zéro, tu mets un résultat italien à toi, mais il est corrélé." Et cette propriété physique est assez étrange, qu'on ne s'est pas expliquée, qui d'ailleurs a donné lieu à des débats interminables entre Niels Bohr et Albert Einstein entre 1927 et 1935, et qui aboutit d'ailleurs à l'expérience d'Alain Aspect qui a vérifié que les photons ont fait se parler, pas, ils donnaient un résultat qui était corrélé, mais ils se parlaient pas, ils s'envoyaient pas une information pour avoir des résultats corrélés

17:42Et bien, cette propriété très mystérieuse de la matière et des et de

17:47et de ses photons, mais qu'on peut retrouver aussi avec des objets quantiques comme des électrons, des atomes, et bien, elle est exploitée comme une ressource technique pour faire des communications quantiques, pour faire du calcul quantique, et même pour faire des capteurs quantiques qui améliorent la précision de la mesure de grandeur physique de toutes sortes

18:05Et puis la troisième, la troisième propriété quantique qu'on utilise dans le cadre de la seconde révolution quantique, c'est le contrôle individuel de ces objets : électron, photon et atomes

18:18Ça, c'est un mélange de progression de la science et de progression technologique aujourd'hui, grâce à des lasers, grâce à tout un tas de systèmes, on est capable de contrôler, par exemple, dans l'espace, la position d'atomes individuels

18:25C'est ce que fait la start-up Pascal, qui crée un ordinateur quantique à base d'atomes dits neutres, qui sont dans le vide et contrôlés par des lasers, et c'est les lasers qui déplacent les atomes, qui les positionnent, qui les refroidissent et qui les contrôlent un par un avec précision

18:42Avec les sources de photons de la startup Candela, qui est basée à Palaiseau aussi, on est capable aussi de d'émettre des photons

18:48individuelles les uns après les autres et après de les exploiter pour faire du calcul, pour faire des communications quantiques, ça on ne savait pas le faire il y a 20 ans, quoi

18:59Et puis on sait même le faire sur des électrons, on sait même piéger des électrons individuels dans ce qu'on appelle les puits de potentiels, en gros dans un speed conducteur, on est capable de dire, "un écran, tu vas là, tu ne bouges pas"

19:05Alors il bouge toujours un petit peu, il est quelque part, mais au moins on a contrôlé un électron individuel à un endroit donné, et après on va être capable de contrôler par exemple son spin qui est une de ses

19:11Des propriétés quantiques qui permettent de faire du calcul derrière, donc tout ça, c'est ce qui caractérise la seconde révolution quantique

19:23On peut l'adapter, en gros, il y a 40 ans à peu près, et elle est définie notamment au niveau de la Commission européenne et quasiment par tous les états et par tous les agendas de recherche autour des technologies quantiques, en quatre grandes catégories d'usage

19:29La première, c'est les capteurs quantiques dont on ne parlera pas aujourd'hui

19:35La deuxième, c'est les ordinateurs quantiques avec toutes leurs formes imaginables

19:41La troisième, c'est la cryptographie quantique qui S'appuie sur l'application notamment et qui permet de créer des clés de chiffrement partagées entre deux parties prenantes qui soient protégées physiquement, et puis la dernière, c'est une sorte d'excroissance de ça, qui sont les communications quantiques qui permettront sur le long terme à des ordinateurs quantiques de parler entre eux, par exemple, pour faire du calcul quantique distribué ou aussi pour faire en sorte, par exemple, qu'un petit ordinateur thématique communique avec un gros ordinateur quantique et faire en sorte que l'information qui circule entre les deux soit, et même quantique et soit aussi protégé contre les intrusions dans l'extérieur, et puis à terme, ça permettra aussi potentiellement de connecter des capteurs quantiques qui génèrent des informations quantiques avec des ordinateurs quantiques, voire même de connecter des capteurs quantiques entre eux pour améliorer la précision de leur mesure

20:26Ça fait beaucoup de cas d'usage et qui sont encore du domaine de la recherche aujourd'hui, qui correspondent à un cycle de recherche qui va durer entre 10 et 20 ans, et dont je ne vais pas trop parler aujourd'hui puisque on va se focaliser vraiment dans cette Intervention sur l'ordinateur quantique

20:40Alors, l'ordinateur quantique, finalement, à quoi va-t-il servir? On a vu tout à l'heure que l'ordinateur existant, il chauffait, il était limité en vitesse de calcul et qu'on aimerait bien donc avoir plus de puissance de calcul

20:52Mais pourquoi l'humanité a-t-elle cette espèce de soif de puissance en termes de calcul? C'est lié au fait que, aussi bien dans le domaine scientifique que dans le domaine de la vie des entreprises, il existe des problèmes qu'on pourrait qualifier de problématiques qui ont des caractéristiques un peu particulières qui sont que Ces problèmes-là qui sont dits exponentiels, ils nécessitent des calculs pour la résolution dont la durée, et donc les ressources nécessaires pour le mettre en œuvre, augmentent de manière exponentielle avec la taille du problème qu'on veut résoudre

21:10Alors, je vais donner tout à l'heure des exemples de ça, et cette courbe explique ça

21:27Vous avez un problème qui a une taille n, donc en gros, c'est le nombre d'objets dans votre problème, et en y, vous avez le temps de calcul, et donc ça vous montre que si n est grand, parfois le temps de calcul devient assez inacceptable, genre l'âge de l'univers, la boîte patient, c'est un peu long quoi

21:45Donc, si l'ordinateur classique nécessite un temps de calcul qui dépasse l'humainement acceptable, que ce soit en mois, en années, en durée de vie d'une personne, ou en durée d'une humanité, ou en durée de vie de l'univers, c'est un petit peu gênant

22:04Alors, la loi de Moore, elle a un effet qui est, tous les deux ans en théorie, de doubler la puissance de calcul, mais elle ne change pas la forme de la course, c'est-à-dire qu'en gros, ça reste une exponentielle et c'est juste un petit peu décalé d'un facteur 2

22:16Donc, la loi de Moore n'est pas suffisante pour apporter un gain en puissance de calcul qui

22:21remplacerait un problème qui a un temps de calcul exponentiel, un problème qui serait pas exponentiel, alors la promesse, je dis bien que c'est une promesse parce qu'on n'y est pas encore, ce serait de remplacer ces fameuses courbes exponentielles par des cours qui le sont pas

22:33Alors ça peut être des courbes qui ressemblent à celle que j'ai mis là, qui peut-être une cour polynomiale ou une courbe qui augmente quand même dans le temps avec une dérivée qui va vers le haut quand même, mais il existe selon les algorithmes quantiques qui sont disponibles aujourd'hui, des cas de figure où on remplace un temps

22:46exponentiel par un temps qui augmente de manière linéaire, par exemple de manière logarithmique, donc il augmente très lentement

22:53Il peut augmenter de manière polynomiale, et un temps polynomial, c'est quand même un temps qui augmente beaucoup moins vite qu'un temps exponentiel

23:00Et donc, il y a tout un tas d'algorithmes qui se différencient de ce point de vue là

23:05Donc, la promesse principale du calcul quantique, c'est de remplacer un temps de calcul qui est totalement inacceptable par un temps de calcul qui devient acceptable humainement, et aussi par rapport au métier et par rapport aux besoins

23:16applicatifs de l'entreprise qui va exploiter l'ordinateur, et on verra que c'est très dépendant du cas d'usage

23:22Alors maintenant, est-ce qu'on peut segmenter les cas d'usage? Alors, je vais vous proposer une segmentation de deux manières

23:28Première segmentation, c'est une segmentation, disons, par type de problématique, et puis après, on verra plutôt une segmentation par cas d'usage métier

23:34Dans un premier temps, compte tenu de la connaissance qu'on a des algorithmes quantiques qui ont été inventés jusqu'à présent, le calcul quantique, il va permettre de résoudre trois grandes catégories de problèmes

23:41Première catégorie de problème, c'est ce qu'on appelle les problèmes d'optimisation

23:47Il y en a plein dans la vie, après l'optimisation, c'est un problème, vous avez plein de variables et puis vous cherchez à minimiser quelque chose

23:54On verra tout à l'heure des exemples, ça peut être aussi bien minimiser l'énergie d'un système, minimiser la consommation de véhicules qui se baladent, ça peut être minimiser le temps de trajet d'une pièce détachée dans une usine pour sa fabrication, ça peut être aussi minimiser un risque ou maximiser un profit dans le cas de tout ce qui est financier ou même dans les assurances, donc il y

24:19À tout un tas d'entreprises, tout un tas de métiers où on a des problèmes d'optimisation qui ont beaucoup de variables, qui sont dures à calculer de manière classique potentiellement, et qui pourraient être accélérés par des ordinateurs quantiques

24:35Le deuxième type de problème qui est mathématiquement assez voisin du précédent, mais qui est quand même assez distinct, c'est la simulation physique de la matière, et la simulation physique, ça peut porter aussi bien sur des molécules, des cristaux, des processus chimiques qu'on veut vouloir simuler numériquement, qui sont très durs à simuler numériquement

24:54Habituellement, parce que ça s'appuie souvent sur des équations d'une physique quantique qui sont dures mathématiquement à mettre en œuvre dans un ordinateur classique, comme il se trouve que l'ordinateur quantique utilise lui-même des procédés quantiques, il y a un lien de parenté entre l'ordinateur quantique et les modélisations d'objets quantiques qu'on veut simuler numériquement, et donc il y a tout un tas de réflexions qui sont menées dans ce sens-là

25:17Et puis après, il y a une troisième catégorie qui relève aussi des optimisations, d'où les carrés imbriqués de mon schéma, tout ce qui Concerne le machine learning, donc les machines learning, le Deep learning, qui ont besoin de minimiser en général ce qu'on appelle des fonctions de coûts, pour ceux qui connaissent le sujet, et bien ce sont des problèmes d'optimisation, et il y a des cas de figure, où des cas d'usage du machine learning, des cas d'usage du Deep learning, pourraient être potentiellement réalisés plus efficacement sur un ordinateur quantique, plutôt du futur d'ailleurs, que sur les ordinateurs classiques d'aujourd'hui, même avec des GPU type Nvidia qui sont très couramment utilisés pour ces cas d'usage

25:48Alors maintenant, Justement, parlons de cas d'usage

25:54Les cas d'usage du calcul quantique, on peut les segmenter en deux grandes, je dirais, de grands ensembles

26:01Le premier grand ensemble, c'est ce que j'appelle le monde de la recherche

26:07Le monde de la recherche, c'est le monde des chercheurs qui sont aussi bien dans le secteur public que dans le secteur privé, qui ont besoin de puissance de calcul pour faire des découvertes, pour inventer des matériaux, pour inventer des procédés, pour classifier des données qui sont liées à leur métier de chercheur

26:20Alors, les cas d'usage sont très variés ici, avec des incidences industrielles qui sont très différentes d'un cas à l'autre

26:27Alors, il est clair que si je prends l'exemple du bas, qui est la classification du boson de Higgs dans les données qui sont exploitées au niveau des accélérateurs de véhicules au CERN à Genève, bon, le cas d'usage industriel n'est pas forcément immédiat, mais c'est pour la recherche pure

26:45Il y a des gens qui utilisent aussi le calcul quantique aujourd'hui pour tester des algorithmes de détection de la matière noire

26:59Bon, c'est vraiment de la recherche pure fondamentale

27:14Par contre, a contrario, dans les métiers de la santé, dans les métiers de l'énergie, dans les métiers de La chimie, et bien, il y a tout un tas de cas d'usage potentiels visant justement à améliorer la capacité à simuler la matière, simuler des réactions chimiques, notamment dans la chimie organique, pour permettre à des chercheurs d'inventer de nouveaux procédés, et là, on est vraiment dans le cas des technologies capacitantes, c'est-à-dire que l'outil de calcul qui va être proposé aux chercheurs leur permettant de faire des simulations ne garantit pas la solution, c'est-à-dire que, par exemple, pour inventer une batterie qui aurait une meilleure densité énergétique ou qui s'étoufferait pas ou qui se chargeaient plus rapidement

27:28Si l'ordinateur quantique permet de la simuler numériquement, c'est un plus pour les chercheurs, mais ce n'est pas une garantie que ça va marcher, c'est juste un outil de travail, comme les outils de modélisation qui ont servi à faire des avions ou tous les productiels avec des produits comme Katia de Dassault Systèmes

27:46Donc, en gros, on est dans la technologie capacitante pour les chercheurs, qui va améliorer leur capacité à simuler la matière pour inventer de nouveaux procédés, de nouveaux matériaux, mais il y a du boulot derrière

27:57Donc, par exemple, il y a un objectif que ce sont donné beaucoup de chercheurs qui est de simuler la manière dont fonctionne la production d'ammoniac dans le vivant, dans les plantes

28:10Ça, c'est lié à un certain nombre de molécules de précurseurs, comme prévu, ça qu'on appelle femoko, et la simulation numérique de cette molécule, qui s'appuie sur l'équation de chaudière, est très compliqué à réaliser avec le meilleur classique

28:21Et donc, il y a des chercheurs qui aimeraient bien avoir des outils permettant de comprendre comment le vivant fonctionne pour, après, pouvoir l'imiter, donc le fait qu'un jour on puisse potentiellement avec un ordinateur quantique

28:33Simuler ces réactions chimiques ne garantit pas qu'on produira des engrais de manière plus efficace, mais au moins on comprendra comment la nature fonctionne, et peut-être que grâce à ça, on pourra limiter plus efficacement alors le procédé

28:45On parle souvent, qui est imagé dans la petite image là, de production d'engrais parce que l'ammoniaque, ça sert à faire des engrais

28:50C'est le procédé Haber-Bosch, c'est un procédé qui a été découvert à la fin du 19e, qui a été mis en place au début du 20e à une échelle industrielle

28:55Je crois que ça consomme plusieurs pourcentages, plusieurs pourcents de toute l'énergie

29:01consommée dans le monde aujourd'hui juste pour faire des engrais qui servent à l'agriculture, et bien, cette production d'engrais, elle a une caractéristique, c'est que le procédé chimique qui est mis en œuvre, il a un rendement énergétique de près de 5%, ce qui est très faible

29:14La nature, elle, elle a un rendement qui est plutôt proche de 95%, c'est-à-dire qu'elle transforme l'énergie du soleil qui est reçue par la photosynthèse, 95% d'énergie est transformée en ammoniac dans les réactions chimiques dans la plante, et donc l'enjeu, c'est de comprendre comment la nature fonctionne pour augmenter le rendement industriel de production de ces engrais, alors après, on peut être contre les engrais, ça c'est une histoire, mais c'est un sujet en tout cas qui est important

29:38La santé, c'est un sujet important, inventer aussi bien des nouveaux médicaments dans les biotech, comprendre comment le vivant fonctionne, inventer nos vaccins, tout ça pourrait potentiellement s'appuyer sur de la simulation numérique du fonctionnement de ces molécules

29:55Alors, l'un des graals recherché par pas mal de gens, c'est de faire ce qu'on appelle la simulation du repliement des protéines

30:07Dans les protéines, c'est des Suites d'acides aminés produits par des ribosomes dans les cellules, et c'est celui d'assidinés à se recroqueviller sur elle-même pour former des structures tridimensionnelles qui vont conditionner la fonction que ces protéines ont dans les cellules et non le vivant, et on aimerait bien comprendre comment ces protéines se forment

30:16Alors, il existe déjà des solutions classiques

30:26Il y a un algorithme très connu qui s'appelle AlphaFold, qui a été développé par DeepMind chez Google à Londres, et qui fait ça avec du machine learning

30:36Alors, ça peut marcher dans certains cas de figure, mais pas dans Tous, et l'un des domaines où les développeurs de solutions dans l'ami du quantique essaient de faire des progrès, ce n'est pas simplement le calcul du repliement des protéines, mais c'est pour comprendre comment les protéines vont interagir entre elles, et ça, c'est encore plus compliqué que le recrutement lui-même

30:47Il y a un autre exemple qui est moins connu, c'est les semi-conducteurs

30:54La conception de semi-conducteurs repose sur des logiciels qui ont besoin de faire des optimisations, et ces optimisations sont des problèmes extrêmement complexes dont le temps de calcul augmente exponentiellement avec la taille

31:06du premier à résoudre, et donc c'est aussi un domaine où le calcul quantique pourrait apporter des bénéfices concrets aux entreprises qui conçoivent ces circuits

31:12Donc ça, c'est le monde de la recherche

31:18Le deuxième monde qui intéresse beaucoup d'ailleurs les startups et les acteurs de ce marché là, c'est un monde beaucoup plus large qui, en gros, est le monde des opérations des entreprises

31:25La différence, c'est que les chercheurs, ils ne sont pas très nombreux, ils représentent quelques pourcentages du PIB dans un pays, ils font de la recherche, une fois, une fois que le procédé a été inventé, c'est l'industrie

31:37manufactoriale qui prend le relais, mais sans que le calcul quantique soit utilisé, alors que du côté du monde des transports, du monde de la banque, du monde de la logistique, du monde de la distribution d'énergie, voire même du monde des télécoms ou de l'industrie, et bien dans tous ces univers là, il existe des besoins de calcul qui, eux, sont day-to-day

31:55Donc, tous les jours, une banque, tous les jours, a besoin de faire des calculs de risque, de faire de l'optimisation

32:02Une entreprise de transport et de logistique a besoin, tous les jours, d'optimiser ses opérations, et donc les cas d'usage ici sont des cas d'usage

32:15d'optimisation en général, qui correspondent à ce que j'expliquais juste avant dans le slide précédent, qui consiste en fait à prendre un problème qui contient un grand nombre de variables et essayer de trouver un moyen d'optimiser une fonction de coût, donc par exemple minimiser le temps de trajet pour les transports, collectivement sur plusieurs véhicules qui transitent dans une ville

32:32Une banque va avoir besoin d'optimiser des portefeuilles financiers, de minimum et des risques, de calculer des risques pour des raisons juridiques, des raisons réglementaires, une banque va vouloir Optimiser un portefeuille, une banque va vouloir par exemple évaluer la capacité d'un client à rembourser un prêt, et ça nécessite des calculs assez complexes avec un très grand nombre de variables

32:49Un autre exemple, ce sont les opérateurs télécoms qui, dans certains cas de figure, ont des problèmes opérationnels pour placer leurs antennes, pour gérer les fréquences de du téléphone cellulaire

33:04Il y a d'autres problèmes qui sont des problèmes d'infrastructure, comment optimiser nos infrastructures pour minimiser leur coût, par exemple dans l'industrie, il y a énormément de problèmes

33:09d'optimisation aussi, plutôt du côté de l'industrie, la fabrication

33:17Donc, quand on fabrique des produits dans des usines, il peut y avoir des centaines de machines-outils à la queue leu leu, et il y a des flux de matière en 30 sortantes, et il y a des contraintes de clients, des contraintes d'agenda, de planning, et tout ça, ce sont des problèmes qui contiennent un très grand nombre de variables et bien qu'on peut aussi chercher à optimiser et où potentiellement le calcul quantique pourrait apporter des solutions

33:37Alors voilà, pour ce qui est des cas d'usage, je ne vais pas détailler plus que ça les cas d'usage, je vais Beaucoup plus vous parler maintenant de comment ça marche, parce que c'est pas tout par des dégâts d'usage

33:48La question, c'est que vous auriez tous au bout des lèvres, c'est oui, mais est-ce qu'on peut le faire maintenant ? Si c'est pas maintenant, c'est quand ? Si c'est maintenant, c'est avec quelle machine ou avec quel fournisseur ? Et il se trouve que le monde du calcul quantique est assez particulier, c'est un monde où il y a beaucoup de diversité, c'est un monde où il y a beaucoup de techniques, beaucoup de sciences, c'est un monde où il est difficile de faire son tri, de faire son marché, et c'est ce que je vais essayer de Décoder avec vous, c'est vous montrer un peu comment ça marche, d'ouvrir un peu le capot pour vous montrer un petit peu les dessous de choix dans ces technologies, et surtout pour essayer de comprendre dans quel cas de figure les cas d'usage vont être plutôt court terme, et dans quel cas de figure les cas d'usage vont être plutôt long terme

34:26Alors, le point de départ, c'est de refaire un peu de maths quand même, et un peu d'informatique

34:32Je vais vous parler de ces fameux objets quantiques qu'on appelle les qubits

34:38Le qubit, c'est l'objet quantique qui manipule l'information quantique, et il a été défini par opposition

34:43Au bit classique qui est capable d'être à zéro à un de manière exclusive, et d'ailleurs avec très peu d'erreurs, on est ou à zéro ou à un dans lequel culinaires, mais on ne dérive pas par rapport à ça

34:49Malgré tout, on est quand même obligé d'avoir un petit peu de correction d'erreurs dans la mémoire, on est obligé d'avoir de la redondance dans le stockage des données

35:02Les disques durs, on sait qu'ils tombent en panne au bout de cinq ans, les systèmes de stockage à base de mémoire flash, ni SSD, ils peuvent aussi faillir au bout de très peu de temps si ils peuvent pas gérer l'information, que la modifier 500 fois, je crois en moyenne, donc il y a aussi des contraintes dans l'informatique classique, mais on les connaît moins

35:16Alors, l'objet quantique qu'on appelle le Cubit, c'est un objet un peu mystérieux

35:23Alors, c'est à base d'atomes, d'électrons ou de photons, et c'est un objet qui est capable de superposer 0 et 1

35:29Alors, d'un point de vue mathématique, je vais essayer de faire simple, pas rentrer dans les détails, on peut le représenter physiquement souvent par un point sur une sphère

35:35Alors, pourquoi à présent de ce point sur une sphère? C'est parce que, en fait, il va permettre de représenter deux grandeurs qui

35:41qualifient l'information que va gérer un Q8, il y a une grandeur, c'est son amplitude, c'est-à-dire en gros, quel est le ratio de 0 et de 1 qu'on a dans ce zéro superposé avec un, et puis il y a une deuxième rondeur qui est le fi qu'on voit dans le schéma, qui est la phase

35:54En fait, c'est un peu comme si on prenait une onde, une onde sonore, et qu'on mesure deux grandeurs de cet entonnoir qui sont un, son amplitude, et deux, sa phase, et sans le comprendre, quand on a fait de l'électronique analogique

36:07Et donc, ces deux grandeurs, l'amplitude et la phase de ce fameux Cubit, bah, ça correspond d'un produit mathématique à deux nombres en

36:13fait, on pourra peut-être de nombreux flottants ou de nombreux réels, et c'est la quantité d'information qu'il y a dans notre fameux cubit

36:19Alors, c'est intéressant déjà de comprendre ça en termes de quantité d'information parce que un bit, c'est 0,1, c'est la quantité d'information la plus simple qu'on puisse avoir

36:30D'après le théorème de Shannon de 1848, je crois, on ne peut pas avoir moins d'informations que 0, 1 quoi, c'est vraiment le minimum minimum

36:35Maintenant, si on prend deux nombres flottants, tout dépend de la précision, si par exemple dans un ordinateur classique, on utilise des noms de flotteurs avec

36:47une précision de 64 bits, c'est comme ça qu'on stocke souvent, bah c'est l'équivalent de 128 en fait, qui vont être stockés dans notre cubit

36:51Donc on a multiplié par 128 en gros la quantité d'information, mais ça, ça dépend de la précision

36:54On verra que la précision n'est pas très bonne d'ailleurs en général dans le calcul quantique aujourd'hui, mais en gros, ça va dépendre de la précision

36:58Là où ça change radicalement, c'est quand on met plusieurs qubits de côte à côte et qu'on les fait communiquer entre eux, et là, on va travailler dans un espace mémoire qui est beaucoup plus grand, à savoir que on va disposer de

37:10L'équivalent de 2 puissance N+1 nombres flottants, en fait, en pratique, ces deux puissances N nombres complexes et un nombre complexe et deux composantes, la phase et l'amplitude, et donc on a une augmentation exponentielle de la quantité d'information qui est gérée par notre registre quantique et le système qui gère l'information dans l'ordinateur quantique, qui est une augmentation exponentielle avec le nombre de qubits

37:34Donc, on comprend bien que là, il se passe quelque chose, que si seulement de manière exponentielle, il y a beaucoup de puissance

37:40Alors, souvent, on dit que à partir de, je ne sais pas, 200, on a Plus d'états dans un ordinateur quantique de particules dans l'univers, c'est des comparaisons qui ne valent rien

37:45Je précise, c'est que comparer un nombre d'objets avec un nombre d'États, ça veut rien dire

37:51C'est comme si vous comparez le nombre de positions possibles d'un atome dans un verre et le nombre de particules dans l'univers, c'est des nombres qui ne sont pas comparables

37:57Il ne faut pas comparer des combinaisons avec des noms d'objets, mais ça reste quand même dès que N dépasse 50, un nombre très important

38:02Quand N dépasse 50, la quantité d'informations qui va cohabiter dans ce registre quantique est Supérieur à la mémoire des plus gros ordinateurs qui sont disponibles aujourd'hui dans le monde, donc ça, ça intrigue, quoi! Alors, c'est pas le tout, ça, ça n'est pas suffisant pour améliorer la vitesse de calcul

38:21Pour améliorer la vitesse de calcul, alors, il y a des petits schémas un peu tarabiscotés dans mon slide, mais il faut les relier, ces qubits, entre eux

38:32Et donc, pour les relier, on utilise ce qu'on appelle les portes quantiques, on verra à quoi ça ressemble tout à l'heure, et ça permet de relier ces objets et de les rendre interdépendants, et en leur rendant interdépendants, et bien, on arrive dans certaines

38:39conditions à créer une accélération quantique, c'est-à-dire à créer des algorithmes qui vont permettre à un calcul quantique de s'exécuter plus vite que son équivalent créé par un ordinateur pour un ordinateur classique

38:54Alors parfois, ça c'est monté en épingle à différents endroits et il faut savoir lire un petit peu entre les lignes

39:01Cette couverture de Time Magazine qui est sortie il y a quelques semaines fait beaucoup de bruit parce qu'en fait, elle relayait beaucoup de pensifs qui étaient d'ailleurs souvent des erreurs assez graves, donc par exemple dans le titre de la couverture, il y a un truc

39:18Qui dit que cette machine va faire des calculs en seconde, alors qu'avant ça durait des années, bah, c'est pas tout à fait vrai

39:24D'abord, la machine qui est sur l'image n'a que 5 qubits, je crois bien, d'IBM, et elle est complètement incapable de faire quoi que ce soit d'utile

39:30Donc, ça ne remplace pas un calcul qui prend des années par un calcul qui prend des secondes, mais même avec les ordinateurs plus récents aujourd'hui, le temps de calcul est plus long qu'une seconde, et on verra pourquoi

39:41Ça a même amené, d'ailleurs, des scientifiques américains comme John Preskill, qui est un très grand scientifique

39:47De Caltech en Californie, de regretter que Time publie un article aussi trompeur, en fait, et trompeur même à un point où un autre compte Twitter a remarqué que ils essayaient d'évaluer le temps de calcul en nombre de qubit, qui n'a rien à voir, c'est pas des grandeurs homothétiques

40:06Donc voilà, donc ça, je pense que sans vous en rendre compte, vous êtes exposé de manière assez régulière, y compris dans les médias français, à des informations qui sont inexactes, et elles sont inexactes non pas parce que les journalistes sont incompétents, non pas parce que il y a une tromperie volontaire, mais parce que c'est un

40:26Sujet complexe, c'est un sujet où on peut s'emmêler les pinceaux assez facilement, et donc on se trompe sans le savoir, quoi

40:32Et parfois, après, on est aussi victime potentiellement de l'exagération, de la simplification qui vient souvent des fournisseurs

40:38Le physicien a tendance à être plus précis que les fournisseurs dans le domaine, mais il faut faire très attention à la formation qu'on reçoit

40:48Alors justement, il y a un exemple de distinction qu'il faut être capable de d'appréhender dans le calcul quantique, c'est que il y a une différence entre l'espace de calcul qui se de puissance N qu'on évoquait

40:59Tout à l'heure, et la vitesse elle-même, l'espace de calcul, c'est en gros le nombre de variables que manipule notre registre avec N bits, donc c'est ce qu'on voyait tout à l'heure

41:05Alors, le petit schéma que vous voyez là, avec ces lignes et ses points et ses carrés, ça représente un algorithme quantique

41:15En X, vous avez la flèche du temps, c'est-à-dire qu'en gros, chaque ligne, c'est un qubit, chaque carré ou chaque ligne avec des points, des points remplis, des points pas remplis, c'est des opérations qui agissent sur les lignes et donc c'est un algorithme qu'il faut lire de gauche à droite, c'est-à-dire que vous Vous avez un H, c'est une opération sur un qubit, le X qui est après, c'est une autre opération sur le qubit qui est en dessous, etc., et puis à la fin du calcul, on fait une mesure, on regarde ce qu'il y a

41:37D'ailleurs, c'est une mesure probabiliste qui est un peu particulière

41:43Alors, la différence entre l'espace et la vitesse, c'est que l'accélération du calcul quantique, elle va dépendre principalement du nombre d'opérations qu'on va réaliser, et ce qui est important, c'est que ce nombre d'opérations, il soit moins grand en tant que calcul que le nombre d'opérations équivalentes qu'on aurait sur un ordinateur

42:05classique pour résoudre le même problème, et donc on a beau avoir un espace de calcul avec deux puissances N variables qu'on va manipuler en même temps, si on n'a pas un algorithme qui va plus vite qu'un algorithme classique équivalent, on ne gagne rien

42:16Et donc ce qui est important, c'est de trouver des algorithmes qui permettent, grâce à cette superposition, grâce à l'intrication, de réduire le nombre d'opérations et de faire en sorte que ce soit intéressant

42:28Alors, premier point, le calcul n'est pas instantané, il n'est pas instantané pour une raison très simple, c'est que chaque opération à la queue leu leu, elle dure un certain temps, par exemple sur des qubits

42:34Je pars conducteur les opérations quantiques sur, c'est à peu près 3 à 400 nanosecondes

42:41Si vous en faites des millions, à la fin, ça fait 10 secondes, quoi

42:46Et en plus, comme vous faites le calcul plusieurs fois avec, à la fin, ça fait un certain temps

42:54Et d'ailleurs, dans le cas où, par exemple, on veut simuler une molécule complexe pour faire quelque chose qu'on n'arrive pas à faire dans le calcul classique, bah, ça peut durer des heures ou des mois, mais ça remplace un temps de calcul qui est de l'âge de l'univers, donc c'est mieux, mais ça reste quand même un temps qui est

43:01Pas instantané

43:09La deuxième chose qui est importante, c'est que ce temps de calcul, il peut augmenter de manière polynomiale, celle qui peut augmenter assez vite avec le nombre de qubit, mais il va augmenter moins vite que sur un ordinateur classique

43:17Donc c'est pour ça que ça peut être un temps qui est long quand même sur un cas précis, mais qui est moins long que ce qu'on aurait à faire sur un ordinateur classique, y compris sur les plus gros super calculateurs

43:24Puis le troisième point, c'est que le nombre d'opérations, et ça c'est très important, le nombre d'opérations qu'on va pouvoir faire à la queue leu leu

43:35Bien, il va dépendre d'un facteur extrêmement critique qui est la fidélité des qubits, c'est-à-dire, ça va dépendre du nombre d'erreurs que chaque opération génère, et vous verrez que ce nombre d'erreurs, il est assez significatif et qui nécessite, dans certains cas de figure, de faire de la correction de ces erreurs là avec un certain nombre de contraintes technologiques qui sont associées

43:52Alors, comme l'informatique classique, il faut savoir qu'il y a aussi un compromis à gérer, c'est-à-dire, si on a plus de qubits, on aura peut-être besoin de moins de temps de calcul, et si on ne monte, le calcul va être plus lent, et c'est la même chose que dans l'informatique classique, on a un compromis en général entre l'espace mémoire et le temps de calcul du problème qu'on veut résoudre

44:04Alors, quand on code un algorithme ou un logiciel quantique, la grande question qui se pose, vue du développeur, c'est à quelle branche peut-il se raccrocher d'un point de vue de l'analogie, c'est-à-dire finalement, à quoi ça ressemble un calcul quantique? On manipule des portes qui travaillent sur du calcul matriciel, il faut connaître la diaminaire pour manipuler tout ça, c'est pas très intuitif comme ça au début, c'est pas des suites

44:29D'opérations classiques qu'on a dans un code comme en langage C, en PHP, en Java, et donc il faut recoder un petit peu son cerveau pour comprendre comment ça

44:42Alors, première méthode, c'est de faire des maths et de connaître bien l'algèbre linéaire et de savoir ce que c'est que du calcul matriciel avec des nombres complexes et du calcul vectoriel

44:48Bon, c'est pas très bien, mais c'est, il faut refaire des maths, quoi

44:54La deuxième méthode pour comprendre notamment la magie des algorithmes quantiques et pourquoi ils sont plus rapides, c'est de revenir à des concepts qu'on apprend de moins en moins d'ailleurs en

45:06L'informatique aujourd'hui, qui sont les concepts de l'électronique analogique et le traitement du signal, donc les concepts qui sont cités ici, la détection de la phase et l'amplitude d'un signal, les mécanismes d'interférences, les caminites d'amplification, l'analyse de signal, ce qu'on appelle les transformées de Fourier pour décomposer un signal dans ces fréquences de base, et bien tout ça, c'est des analogies qu'on trouve dans l'électronique analogique ou l'électronique hybride, et ce sont des mécanismes qui sont en vigueur dans le calcul quantique pour donner des accélérations, et donc

45:35C'est une métaphore qui est importante à avoir en tête quand on veut savoir à quelle branche se raccrocher, et puis il y a une troisième branche intéressante, mais qui, dans certains types d'ordinateurs quantiques, on appelle les ordinateurs quantiques analogiques, qui sont les réseaux de neurones avec des qubits reliés entre eux avec des poids qui les relient

45:48Et donc, il y a des liens de pas rentrer entre les réseaux de neurones et certains types d'ordinateurs quantiques

45:53Donc voilà les analogies qu'on peut utiliser pour comprendre comment ça marche à l'intérieur

45:59Alors, c'est vrai que le monde du Le développement logiciel dans l'ordinateur quantique est quand même très différent du monde habituel, alors déjà, quand on apprend à coder, on utilise des schémas comme celui-là où on a des portes quantiques à la queue leu sur des fils qui représentent d'autres temps

46:11Bon, c'est pas un truc qu'on utilise habituellement, alors on peut faire ça sur des outils gratuits en ligne pour apprendre

46:17Vous avez Quark qui est très connu, qui a été développé par un gars qui s'appelle Craig Guinée, qui maintenant est ingénieur chez Google, c'est un gros producteur d'algorithmes quantique chez Google et jusqu'à 16

46:29Qubits, on peut faire ça sur son téléphone ou sur la top pour tester la manière dont fonctionnent des qubits et voir des données qui sont manipulées dedans

46:35Alors, en général, les développeurs professionnels qui commencent à faire des logiciels quantiques, ils en Python, donc par certains côtés, il y a un lien de parenté avec le monde de l'IA qui utilise beaucoup Python aussi

46:46Donc, les gens qui font l'IA avec Tensor Flow ou Pytorch, qui sont les deux outils, les deux frameworks de développement les plus courants pour faire du Deep learning, et bien ils ne sont pas dépaysés parce que le Python, on l'utilise aussi ici

47:00Pour coder des circuits quantiques, alors pourquoi on doit passer du cas de gauche avec des graphiques au cas de droite, la cellule, au fait que de très gros algorithmes quantiques, qui auraient par exemple un millier de qubits, et bien, ils peuvent contenir des structures récurrentes qui sont plus simples à programmer que dessiner à la main, quoi

47:10Donc, c'est la raison pour laquelle on va plutôt programmer des circuits plutôt que les dessiner en 2D sur un logiciel graphique, il y a des choses qui changent

47:25Donc, on a déjà vu tout à l'heure que l'algèbre linéaire, donc les mathématiques des matrices et des vecteurs, il

47:30fallait la réapprendre, parce que souvent, quand on fait une informatique de base, on ne manipule pas trop ce concept-là

47:35Le deuxième élément qui change énormément, c'est que la mise au point des programmes ne se fait plus de la même manière

47:40Pour ceux d'entre vous qui connaissent le développement logiciel, quand on met au point un logiciel, souvent on peut regarder ce qui se passe en arrêtant le code à une ligne dans le code interprété, comme, comment Javascript par exemple sur un navigateur, on peut regarder les variables, regarder ce qu'il y a dedans, puis après demander d'exécuter la suite

47:52Le problème, c'est que Ça marche pas trop comme ça, parce que quand on arrête le code et qu'on regarde les variables, en fait, on écrase tout et on perd la superposition, on perd l'intrication des qubits, et en gros, si on veut aller exécuter le code jusqu'à la nuit suivante, on peut le faire, mais il va falloir tout réexécuter depuis le début, en général, plusieurs milliers de fois, et puis regarder le résultat à la ligne d'après

48:15Donc c'est un peu plus lourd, mais les logiciels commencent à être mis au point pour faire ce genre de choses, puis il y a d'autres petits détails, par exemple, les données, on veut pas les copier, c'est embêtant, c'est Très puissant, on ne peut pas couper les données, il y a beaucoup de données, on peut aller copier

48:26Il y a un autre truc aussi, c'est que nos deux puissances N valeurs là qu'on a dans nos qubits, quand on les manipule, quand on les lie, on récupère juste NQ bits par contre, NBA classique

48:32Donc on part d'un espace mémoire où il y a deux puissances N valeurs qui cohabitent, deux puissance N complexe ou deux puissance N+1 un nombre réel, et à la fin on lit, on a plus que N bits classique

48:45Donc en gros, une manière de caractériser le calcul quantique, c'est à dire que pendant qu'on fait le calcul, on a un environnement qui est très riche

48:51Mais avant et après, c'est plutôt pauvre, donc il faut être capable d'alimenter le système avec des instructions pour qu'il fasse un calcul combinatoire avec beaucoup de combinaisons, mais en faisant des sortes que le résultat qu'on obtient, la sortie, soit le plus simple possible

49:04Alors, autre caractéristique, il y a du bruit pendant le calcul, et puis ce bruit, il est assez pénalisant assez rapidement

49:10Et l'autre point important qui est lié à la physique quantique, il est dit au fait que la mesure quantique est probabiliste, et bien en fait, on est amené à réaliser plusieurs fois le même calcul et à faire la

49:23Moyenne des résultats, même sans bruit, avec du bruit, on est obligé de le faire encore plus, mais même sans bruit, on est obligé de faire ça

49:29Donc, par exemple, si vous apprenez à coder sur les machines d'IBM qui sont faciles d'accès en ligne, et bien vous allez exécuter votre code 4000 fois, 2000 fois, 8000 fois, et ça va vous générer une moyenne des résultats qui va vous permettre de voir un peu ce qu'il en est

49:35Donc, c'est quand même une grosse différence par rapport au calcul classique

49:41Alors, tout ça, c'est ces feuilles des outils de développement et il y en a beaucoup déjà, il y a plus de 5 ans d'outils de développement qui

49:47sont disponibles dans la nature aujourd'hui

49:52Là, je vous ai fait un petit tableau qui vous présente les outils des principaux fournisseurs, et je vais vous citer un qui est français, qui est Atos, qui est à droite

50:00Atos fournit en fait un ensemble du type développement qui a plusieurs avantages

50:05Le premier avantage, c'est que on peut les exécuter aussi bien sur son laptop que sur un gros serveur

50:12Un deuxième avantage, c'est qu'ils peuvent permettre à la fois d'émuler du code quantique sur les machines classiques et après d'exécuter ce code sur les machines quantiques

50:18Alors, les concurrents le font aussi, et le Dernier avantage, qui est une grosse différence, c'est que les outils d'Atos permettent d'exécuter du code qui est prévu pour les trois types d'ordinateurs quantiques qui sont existants, qui sont les ordinateurs quantiques programmables, les ordinateurs quantiques dits analogiques

50:35Une grande question qui se pose, vu du développeur, c'est finalement, est-ce que une entreprise va pouvoir accéder à des outils de développement qui nécessitent pas de faire du calcul matricien, de dessiner des portes quantiques à bas niveau, comme on l'a vu tout à l'heure, et qui serait l'équivalent qu'on appelle le No

50:49code aujourd'hui, ou des outils de programmation de très haut niveau d'abstraction, qui permettraient de s'abstraire de la complexité inhérente à la machine

50:55Alors, quand on prend les outils de l'informatique classique, on voit qu'il y a toute une échelle : il y a le langage machine et l'assembleur que plus personne n'utilise, sauf dans un système embarqué, le C, le C++, qui est plutôt utilisé par des développeurs spécialisés dans les couches basses de logiciels, là où on a besoin de beaucoup de performances, et puis beaucoup de gens maintenant développent soit avec des langages de haut niveau comme PHP, Java, ou des fragments associés, soit ils font carrément des modèles de machine learning, du Python, du TensorFlow, du Pytorch, du Scikit-learn qui vient d'Inria, soit même des outils qui sont censés permettre d'éviter de coder quoi que ce soit

51:31Il y a beaucoup d'outils pour WordPress par exemple, permettent de créer des sites sans coder

51:38Alors, dans le domaine du quantique, c'est un petit peu différent

51:44Il y a en gros quatre couches à cinq couches où il y a plusieurs niveaux d'abstraction, mais en fait, c'est toujours le même type de code, c'est toujours des portes quantiques qui sont manipulées, mais plus ou moins proche de la machine

51:51basés sur la couche la plus basse, il y a du contrôle des qubits, et en haut, il peut y avoir des environnements applicatifs qui commencent à être fournis par des startups qui permettent de programmer des cas d'usage, typiquement dans la finance, en alimentant un logiciel avec des données métier, mais sans avoir à se soucier de comment ça marche à l'intérieur

52:04Donc, ça, ça commence à apparaître, notamment dans le monde de la finance, dans le monde de la chimie, dans le monde de l'optimisation en général

52:16Donc, il existe des formalismes qui permettent de décrire des problèmes d'optimisation qui sont relativement

52:21standardisés et qui permet d'éviter d'avoir à coder à bas niveau, donc en programmation quantique, donc ça c'est en train d'arriver

52:30Alors, je disais tout à l'heure qu'il y avait plein de types d'ordinateurs quantiques différents

52:40Effectivement, il y a l'ordinateur à porte quantique, c'est ce qu'on évoquait jusqu'à présent, il y a l'ordinateur dit à recuit quantique, en américain on dit le "quantum annealing" qui est proposé par D-Wave, en gros c'est un réseau de neurones, pour faire ça, parce que je n'ai pas tant d'expliquer en détail, et puis il y a ce qu'on appelle les simulateurs quantiques qui sont en général

52:49basées sur des atomes neutres qu'on contrôle dans le vide avec des lasers, et il y a une start-up française qui s'est distinguée dans le domaine, mais qui a des concurrents américains comme Qara, qui s'appelle Pascal

52:56Et cette start-up, elle propose une solution qui permet d'aller jusqu'à une centaine d'atomes, mais bientôt plusieurs centaines, et qui permet de résoudre des problèmes de manière assez significative

53:02Alors, les algorithmes quantiques, il y en a beaucoup, il y a beaucoup de gens qui disent qu'il n'y en a pas beaucoup, mais en fait, il y en a déjà des dizaines, et là, je vous ai fait un schéma

53:14Petit peu à la fois compliqué et simple, ce schéma, il présente avec des codes couleurs des types d'algorithmes différents

53:19Alors, en haut, la ligne qui est en haut, c'est en gros les besoins proches des métiers, quantum machine learning, équation aux dérivées, logiciels qui sont utilisés dans plein de domaines de l'informatique scientifique, par exemple dans la simulation numérique, dans l'industrie, les simulations Monte-Carlo qui sont très utilisées et dans l'industrie et dans la finance, la simulation de ce qu'on appelle unitonien qui permet de découvrir le niveau minimum d'énergie

53:48d'un système à base de plusieurs atomes et de molécules, une structure cristalline, et puis tous les problèmes d'optimisation combinatoire, ça c'est les gros besoins métiers qu'on a déjà évoqué tout à l'heure, et tous ces algorithmes y reposent sur des briques qui sont en dessous, et il y a un système de généalogie qui permet de voir d'où ça vient, et là vous avez en code couleur le rouge qui correspond à tous les algorithmes qui sont plutôt dédiés aux organisateurs du futur, qui sont à base de transformée de Fourier quantique, qui ont besoin d'un grand nombre de qubits, qui ont besoin de cubitres de très bonne

54:01qualité qui ne sont pas encore véritablement accessibles aujourd'hui

54:14En bleu, il y a des algorithmes qui sont potentiellement accessibles à des ordinateurs d'aujourd'hui, mais il n'y a pas encore assez de qubits de qualité, mais on est censé pouvoir le faire à plus court terme

54:26Et puis en vert, vous avez les algorithmes qui correspondent aux ordinateurs d'isanalogiques que j'avais évoqués jusqu'à présent, et juste avant là, dans le slide précédent, et ces ordinateurs analogiques, ils ont aussi des algorithmes qui leur sont destinés et qui permettent de résoudre à peu près tous les problèmes de la couche du dessus et aujourd'hui, il se trouve que, quand on fait des benchmarks, ça reste encore les ordinateurs analogiques quantiques qui ont la capacité de calcul la plus élevée et qui, d'ailleurs, est très sérieusement utilisé et testé par les entreprises, par exemple, Cassib, qui est une branche du Crédit Agricole, a testé sur Pascal la résolution de problèmes d'optimisation financière, alors que, sur des ordinateurs à base de porte quantique classique, ils auraient plus de mal à le faire

55:12Donc, c'est très intéressant de comparer ces différentes techniques

55:19La grande question qui va se poser, c'est dans Quel cas est-il intéressant de sélectionner un ordinateur quantique pour faire des calculs et pour résoudre des problèmes métiers? Mon premier cas d'usage, c'est, il faut que ça sorte avec quelque chose, c'est bête à dire, mais il vaut toujours le rappeler, parce que parfois, il y a des présentations faites par des scientifiques ou par des entreprises comme Google qui disent "Ouais, on a atteint la suprématie quantique avec un ordinateur quantique", mais en fait, ça sert à rien, ça ne fait même pas un calcul avec des données en entrée, donc il faut savoir faire le tri là-dedans

55:46Un calcul est intéressant s'il y a des Des données en entrée, des données en sortie, et ça résout un problème métier

55:53Deuxième élément dans les filières numériques, c'est qu'il faut qu'il y ait un avantage quelque part, il faut que ce soit ou plus rapide, ou éventuellement que ça génère des résultats de meilleures qualités

56:04Et puis, il y a une troisième caractéristique qui est propre aux calculs quantiques, c'est qu'il vaut mieux qu'il n'y ait pas beaucoup de données

56:09Enfin, ça c'est très important pour les gens qui vont acheter les systèmes ou les louer dans le cloud

56:14Quand on a un besoin métier, il est bon de pouvoir caractériser les ressources matérielles

56:20dont on va avoir besoin pour après calculer le coût, tout simplement, soit parce qu'on achète la machine, soit parce qu'on la loue dans le Cloud

56:26Et puis, il y a un dernier point qui est une science en devenir dans le calcul quantique, c'est que, est-ce qu'on peut garantir que les résultats sont bons? Donc, est-ce qu'on peut vérifier d'un produit théorique que les résultats sont correcteurs? Par exemple, il y a un point important quand on est dans le Cloud, c'est est-ce que, quand on envoie une donnée à un ordinateur quantique et qu'on obtient le résultat de côté, on peut être sûr que le résultat correspond aux données qu'on a envoyé, bah, il existe des techniques pour faire ça et en informatique classique et en informatique quantique

56:48Donc ça, c'est un domaine de l'ingénierie du logiciel qui est extrêmement important à étudier

56:54Alors, la question qu'on pourrait se poser, c'est avec tout ce que je vous ai raconté jusqu'à présent, finalement, quels sont les défis d'ordinateur quantique ? Est-ce que c'est d'identifier les usages ? On a vu qu'il y en avait beaucoup

57:00Est-ce que c'est d'inventer des algorithmes ? Il y en a énormément et il y en a beaucoup qui ont des bénéfices intéressants

57:06Est-ce que c'est d'inventer des modèles économiques, d'identifier la taille du marché, en fait, la réalité, c'est que ce n'est pas vraiment le problème

57:12En fait, un peu à contre-courant de ce qu'on dit habituellement, le problème, c'est de faire des machines qui marchent, c'est vraiment ça le premier principal, c'est de faire des machines qui délivrent toutes les promesses qu'on a vues jusqu'à présent, et c'est loin d'être évident

57:25Alors, pour ça, il faut expliquer un peu comment ça marche, les types de qubits qui sont utilisés, ils sont de nature très différente, il y en a des dizaines de différents, mais on peut les classifier en gros en cas de

57:37Dans les grandes catégories, il y a des qubits en supraconducteurs dont on est capable de gérer des états quantiques, c'est ce que IBM fait, Google aussi, c'est ce que Alice & Bob en France fait également

57:44Il y a ce qu'on appelle les électrons dont on contrôle en général le spin, qui est une des propriétés quantiques des électrons

57:50Il y a les atomes dont on contrôle un niveau d'énergie, et puis avoir des photons dont on contrôle une ou plusieurs propriétés, typiquement la polarisation par exemple

57:56Alors très souvent, les contrôles de ces objets-là sont faits sur des circuits intégrés qui ont des techniques de fabrication

58:08différentes selon le type de qubit, mais que, que ce soit les électrons, les photons ou les supports conducteurs, c'est des circuits intégrés

58:14Alors, dans le cas des atomes, notamment les atomes neutres, ils sont contrôlés différemment, ils sont dans le vide, ils sont contrôlés par des lasers

58:20Alors, les outils physiques qui permettent de contrôler ces objets quantiques, c'est en général des photons

58:27Alors, soit c'est des photos dans, dans la lumière, on va dire, des photos optiques ou dans l'infrarouge qui contrôlent par exemple les ions, les atomes ou même les qubits à base de photons, soit c'est plutôt des photons

58:34Dans ce qu'on appelle les micro-ondes, donc c'est des photons qui circulent sur des câbles coaxiaux, mais qui sont des photons avec des fréquences beaucoup plus basses que les photons optiques, donc c'est des fréquences autour de 5 GHz, mais ça reste des photons aussi, et on contrôle aussi avec des tensions tout à fait stables comme dans les chroniques classiques, un certain nombre de processus de fonctionnement de CQB basé sur des circuits électroniques

58:59Alors, il y a beaucoup d'acteurs dans ce monde-là, ça c'est un schéma que je mets à jour régulièrement, il y a les acteurs du secteur public qui sont en dessous de

59:05La ligne grise comme le CEVAL, CNRS pour la France, et puis au-dessus, c'est des start-up ou des entreprises connues

59:09Alors, la question qui se pose quand on est utilisateur, c'est comment on fait le prix là-dedans

59:13C'est un petit peu comme la course des pods de Racer de Star Wars, là, vous avez des ordinateurs qui ont des tailles différentes, des formes différentes

59:17Le pilote, c'est le logiciel, on va dire, la qualité du pilote compte beaucoup pour celui qui va gagner si c'est Anakin Skywalker, mais ce qui est important, c'est quand même la machine, la machine va conditionner l'univers du possible en termes de

59:30calcul et c'est extrêmement important de pouvoir le creuser

59:38Alors, les machines, c'est souvent des boîtes noires, au propre et au figuré

59:46Donc, les boîtes noires les plus télés, vous pouvez trouver chez IBM qui, depuis 2019, avec tout ce qu'il y a dedans, mais bon, ils ont ils ont stylé ça correctement

59:54D-Wave, qui a la machine la plus ancienne qui est commercialisée depuis une dizaine d'années, une boîte noire aussi

59:59Aliro Quantum, qui est une boîte américaine, a une boîte noire, et Pasqal, qui est une start-up française, a aussi une boîte noire

01:00:07Donc, on voit un petit peu ce qui est à l'intérieur, et l'intérieur est Différent d'ailleurs des trois autres boîtes noires, alors on va prendre l'exemple de la boîte noire IBM, Google ou Alison Bob, et ce que je vous montre là, c'est installé à Paris chez Alison Bob, dans leurs locaux qui sont à Balard, juste en face du ministère de la défense

01:00:25Ils ont deux systèmes comme ça, ils en ont huit bientôt, et donc comment ça fonctionne ? En gros, il y a un circuit électronique qui est mis à l'intérieur d'un grand cylindre qui fait à peu près 60 cm de diamètre, un mètre 20, un mètre 50 de haut, et ce cylindre, c'est en fait des poupées russes de plein de cylindres empilés les uns les autres qui sont Refroidir à de très basses températures, donc ça va jusqu'à 15 milliKelvins, c'est extrêmement froid

01:00:43Pour faire ce froid, on utilise des circuits d'hélium avec des compresseurs qui sont à l'extérieur, eux-mêmes refroidis avec de l'eau et des compresseurs externes

01:00:56L'ensemble des qubits est piloté par de l'électronique de contrôle, donc en fait, il y a plus d'électronique que de qubits

01:01:01En fait, le qubit c'est une petite puce qui est mise dans le machin noir, dans le cylindre noir, et l'électronique à l'extérieur, ça prend beaucoup de place, il y a des racks entiers remplis d'électronique, et puis tout ça c'est contrôlé par un ordinateur normal

01:01:12Donc, en gros, un ordinateur quantique, c'est des qubits qui sont quelque part, qui sont refroidis éventuellement, contrôlés par l'électronique qui a nommé contrôlé par un ordinateur, et l'information circule dans les deux sens, de l'informatique vers l'électronique vers le qubit, et puis du qubit vers l'électronique vers l'informatique pour lire le résultat

01:01:21Et donc ça, c'est un principe de base qu'il faut retenir

01:01:30Alors, ça, c'était le cas des qubits supraconducteurs, et donc c'est un circuit avec un petit circuit comme ça, c'est mis dans des matrices, donc là, c'est des

01:01:38Circuits de Google où il y a une matrice avec 5 contre 8, ça se retrouve dans un type 7, ça ressemble de loin à un chipset de PC, et puis ce type 7 est mis dans un packaging avec plein de corrections pour pouvoir piloter les qubits

01:01:53Là, il y en a plus de 180, je crois, dans le cas de type 7 de Google

01:01:59Le type 7, il est mis en bas de notre cryostat avec plein de fils qui remontent pour les contrôler de l'extérieur

01:02:05Ces fils, c'est tout un tas d'électronique et d'amplificateurs et d'atténuateurs, et c'est à l'extérieur, il y a plein d'armoires électroniques qui contrôlent l'ensemble

01:02:09Donc ça, c'est en gros l'ordinateur quantique

01:02:13...support conducteur d'aujourd'hui chez Google et chez IBM

01:02:16Si on prend le cas des ordinateurs à base d'atomeux, c'est un peu différent

01:02:23On a des chambres à vide, on a des atomes qui sont réchauffés, qui sont mis dedans, ils sont contrôlés par des lasers et après on lit l'état des atomes avec des des capteurs photos, en fait, tout simplement

01:02:30On envoie un laser qui génère une florescence sur le l'atome pour voir s'il a zéro ou un et on le lit avec un capteur photo

01:02:35Donc c'est très différent et si on prend la dernière génération de machines de Pascal qui est en cours de conception qui va sortir d'ici quelques temps, ils ont une pompe à vide qui est même refroidie par un système de refroidissement à 4 Kelvin pour faire un vide le plus parfait possible dans la chambre à vide, et tout ça c'est piloté par des lasers

01:02:53Si on prend un autre cas de figure, qui sont les calculateurs à base de qubits photons, c'est encore plus simple, c'est un circuit qui est alimenté avec des photons

01:03:00Il y a une source de photons qui est souvent l'extérieur, comme celle de Candela, et puis à la sortie, il y a des détecteurs de photons, et donc on a des retours entre les contrôles et ces systèmes qui font circuler les photons dans le circuit et la machine de Candela

01:03:13Aujourd'hui, elle tient sur un rack, donc les machines bleues qui peuvent s'installer dans un rack et pour l'instant est limité à quelques qubits, mais qui pourra monter en puissance potentiellement en nombre de qubits, tout en restant dans un format qui est extrêmement raisonnable par rapport à ce qu'on a dans les datacenters aujourd'hui

01:03:21Donc voilà à quoi ça ressemble physiquement

01:03:29Alors, les défis scientifiques pour faire marcher tout ça, ils sont énormissimes

01:03:37Le premier défi, et on l'a déjà évoqué en filigrane dans mon intervention, c'est comment faire en sorte que nos qubits soient fiables et de tous les

01:03:42Des problèmes scientifiques que j'ai pu examiner dans le temps, là, quelques décennies de carrière, je peux dire que c'est un des problèmes les plus compliqués qui soient

01:03:54Je pense que du même niveau que la fusion nucléaire contrôlée, c'est très compliqué de faire des qubits qui soient de bonne qualité

01:04:01Le deuxième, c'est que, comme les qubits, même en assurant une bonne qualité, ça sera jamais une qualité suffisante pour faire un grand nombre d'opérations, et bien, il va falloir mettre en œuvre ce qu'on appelle de la correction d'erreur pour, grâce à de la redondance avec un très grand nombre de qubits, faire en sorte que l'on obtienne une fidélité suffisante pour qu'on puisse exécuter des milliers, des milliards d'opérations à la suite sans que le calcul soit faussé

01:04:25Troisième contrainte, c'est que, comme cette correction d'erreur va avoir comme conséquence de multiplier le nombre de qubits physiques dont on a besoin, parce que, en gros, pour faire un qubit qui est corrigé, il en faut des centaines, des milliers, voire des dizaines de milliers de qubits physiques associés

01:04:37Donc, en gros, pour faire un qubit propre, il faut plein de qubits de salle, pour faire simple, qui dit multiplication des qubits dit Multiplication de tout ce qu'on a vu juste avant, c'est-à-dire plus de lignes de contrôle, plus d'électronique de contrôle, plus de cryogénie et plus de filtres et d'amplificateurs dans le système, dans le cas des qubits de type supraconducteur

01:04:50Et dans les autres cas de figure, il y a aussi une multiplication des ressources physiques nécessaires au contrôle

01:04:56Alors, ça pose une question qui est liée à une de mes activités actuelles, qui est : combien ça va consommer d'énergie ? Ça, on n'a pas la réponse précise

01:05:02Ce qu'on sait, c'est que si on n'y fait pas attention, ça pourrait être un niveau élevé, si on y fait ...attention et qu'on optimise l'ensemble des ressources qui sont mises en œuvre pour minimiser la consommation d'énergie, on aura un ordinateur qui potentiellement sera sobre, et il y a des raisons scientifiques de penser qu'à certains niveaux, on aura un avantage énergétique de ces ordinateurs-là, mais c'est pas garanti de vraiment le faire et le concevoir

01:05:27Des amants de la conception des systèmes, enfin, il y a deux autres sujets qui sont plutôt du domaine de la science-fiction aujourd'hui, mais qui sont très importants à mettre au point et qui relèvent de travaux de recherche fondamentale

01:05:34Le premier C'est comment on va interconnecter les ordinateurs quantiques entre eux

01:05:42Alors, ça, ça va passer non pas par juste des fils qu'on met entre l'ordinateur, genre un câble réseau Ethernet, ça va passer par la capacité à créer des ressources d'intrication à base de photons qui vont relier les processeurs entre eux

01:05:49Donc ça, c'est de la physique quantique et c'est compliqué

01:05:55Et puis, il y a un autre besoin aussi, notamment dans certains types d'algorithmes, qui est, je peux pas passer au statut, qui est la notion de chargement des données et la mémoire quantique, c'est une technologie qui n'existe pas encore, qui est en cours de mise au point et qui va jouer un rôle très important, notamment pour certains types d'algorithmes, notamment dans les machines learning quantique, qui a besoin de ses capacités là, et ça, ça reste des travaux de recherche aujourd'hui

01:06:19Alors, je vais vous montrer un petit peu où on en est aujourd'hui dans la qualité des qubits

01:06:23Ça, c'est un graphe que je vais vous décrire

01:06:27En Y, vous avez le nombre de qubits, donc le record opérationnel aujourd'hui, c'est 127 Cubits chez IBM

01:06:31Ils ont trois machines qui ont cette capacité avec les trois points verts qui sont tout en haut

01:06:37Ils en ont annoncé une à 433 bits, mais qui n'est pas encore opérationnel et dont on n'a pas les caractéristiques encore en termes de qualité, et en Y, donc l'axe horizontal, on a les taux d'erreurs des qubits

01:06:51Donc 100%, ça veut dire 100% d'erreurs, donc ce n'est pas très intéressant

01:06:5610%, c'est beaucoup

01:07:021%, c'est quand même beaucoup, parce qu'au bout de quelques dizaines d'opérations, vous perdez la qualité de votre calcul, et 0%, ça devient intéressant, et 0,01%, ça devient très intéressant

01:07:08Alors, ce qu'on peut observer ici, c'est en fonction des marques qui sont considérées et des technologies, c'est comment ça évolue

01:07:12Alors d'abord, le premier point

01:07:16C'est que pour qu'on fasse des choses utiles, il faudrait dans la zone bleue à peu près, donc il faudrait idéalement être à 0,1% d'erreur et à plus de 50 qubits, quoi

01:07:20C'est ce qu'on cherche à avoir, obtenir pour obtenir une, en gros, avantage quantique par rapport au calcul classique

01:07:26Alors, la tendance est la suivante, si on prend par exemple uniquement les machines d'IBM [Musique] [Musique] technologique et celle des ions piégés qui est considéré comme étant best in class en terme de qualité des qubits, mais car là un inconvénient, c'est que malgré cette qualité, on voit, ils ont une tendance à aller vers le, vers la gauche en montant en nombre de qubits

01:08:45En fait, ce qu'on ne sait pas dire aujourd'hui, c'est si ils vont être capables d'aligner un nombre suffisant de qubits pour qu'on ait un avantage quantique

01:08:50Il faut savoir que pour qu'un ordinateur quantique puisse réaliser des calculs qui sont inaccessibles à un ordinateur classique, il faut au minimum qu'il ait 50 qubits même bruit quoi

01:09:00Et donc 50, on voit, c'est quand même beaucoup plus haut que là, on est sur les qubits à ions piégés aujourd'hui quoi

01:09:06Alors, si on fait un zoom arrière, ça c'est la même courbe, mais en remontant jusqu'à 100 millions de qubits physiques donc

01:09:11La courbe est compressée par rapport à ce qu'on avait tout à l'heure sur les points, donc IBM est assez entre 10 et 100

01:09:17Là, on voit, et bien, il faut savoir que la zone qui est rose sert à rien, quasiment à rien quoi, on peut pas en tirer quelque chose à cause du taux d'erreur de ces ordinateurs là

01:09:24La zone intéressante, c'est la zone qui est blanche, et alors, elle est intéressante à plusieurs titres

01:09:30Quand on est à gauche de 0,1%, on a une fidélité des qubits qui permettra potentiellement de faire de la correction d'erreur, de créer ces fameux qubits logiques qui sont des qubits corrigés permettant de commencer à

01:09:42faire du calcul très intéressant et à plus long terme, on pense que c'est plusieurs dizaines d'années, ou au moins entre 10 et 20 ans, de faire du calcul permettant de faire l'assimilation chimique à grande échelle, de casser une clé RSA, donc dans la cybersécurité, ce qui n'est pas très intéressant, mais qui préoccupe les gouvernements, d'optimiser des portefeuilles financiers

01:10:01Beaucoup d'algorithmes de ce type là nécessitent ce genre de ressources qui sont en gros entre 100 et 100 millions de Cubits physiques

01:10:06Alors, pour y arriver, il va falloir augmenter de 6 heures de grandeur le nombre de qubits des

01:10:12machines, il va falloir d'abord augmenter la qualité des qubits, passer par cette étape intermédiaire qu'on appelle le "noisy intermediate-scale quantum computing", qui envoie l'ordinateur quantique bruité servant à quelque chose aujourd'hui, et puis après, il faudra monter vers le haut tout en restant à 0 % de qualité pour pouvoir continuer à monter en puissance

01:10:29Il n'y a pas beaucoup d'acteurs sur les marchés qui ont une "roadmap" permettant de faire ça

01:10:34IBM potentiellement, Alice and Bob en France, qui veut créer des qubits qui sont, on va dire, auto-corrigés, permettant d'être directement à 0,1 % sur certains

01:10:40types d'erreurs permettrait potentiellement des, dans ce domaine là, dans le domaine des photons, qui disent des modèles différents, pourquoi pas

01:10:46Et donc c'est un enjeu scientifique absolument dingue, cet enjeu de la qualité des qubits et de l'augmentation de leur nombre

01:10:52Alors, il y a un autre sujet qui me préoccupe beaucoup, c'était l'énergie, je vous en ai parlé tout à l'heure

01:10:58Donc l'énergie, c'est un sujet qui est d'une vraie question à se poser dès maintenant et ça donne lieu à une initiative donc qui a été lancée initialement par Alexia Hofre, qui est une directrice de recherche, qui est directrice du

01:11:05laboratoire de recherche international du CNRS qui est à Singapour, qui s'appelle MajuLab, et elle a publié un papier en juin dernier dans une revue à comité d'auteur qui s'appelle PRX Quantum, et en posant des questions, les questions c'est est-ce qu'on peut avoir un avantage énergétique quantique indépendamment du montage calculatoire, comment éviter de se retrouver dans une impasse technologique où ça marche plus, quoi, parce que ça consomme trop d'énergie

01:11:29Si jamais un ordinateur quantique consommait l'équivalent énergétique d'une centrale nucléaire, ce serait peut-être embêtant

01:11:35Quoi, donc on essaye d'éviter ça, quoi

01:11:40Et donc, l'idée de cette initiative de recherche internationale, c'est de créer une communauté, de créer une nouvelle ligne de recherche transversale qui associe des compétences très très différentes, qui intègrent la physique quantique, la thermodynamique antique, l'électronique de contrôle, l'algorithmie, les logiciels compilateurs, la cryogénie, toutes ces technologies et toute cette science nécessaire pour créer un ordinateur quantique

01:12:04Il fonctionne bien, il faut les, il faut les intégrer de manière unifiée, et l'idée c'est de créer des modèles

01:12:10numériques d'optimisation permettant de concevoir des systèmes qui sont optimisés de ce point de vue là, et aussi de les benchmarker et en même temps d'orienter les roadmaps des différents acteurs de ce marché là, qui certes se parlent, mais pas forcément toujours de manière coordonnée

01:12:21Donc, moi je fais partie des co-fondateurs de cette initiative

01:12:27On a rassemblé à ce jour après 300 participants qui soutiennent l'initiative de près de 40 pays et 24 partenaires industriels, dont beaucoup de startups françaises d'ailleurs, et on va organiser notre premier workshop d'ailleurs international à

01:12:39Singapour en novembre prochain, donc ça fait partie, il se trouve que c'est dans mon activité, j'en fais la promotion, mais ça fait partie des initiatives intéressantes dans le monde de la recherche qui permet de montrer que les chercheurs se préoccupent de l'impact de leur technologie

01:12:55Par exemple, vous prenez un autre exemple avec Mode Vinaigre, qui est la fondatrice de Six coins à Grenoble, elle s'intéresse au cas d'usage de l'ordinateur quantique qui vont avoir un impact positif et société

01:13:03Alors, ça veut pas dire que ces ordinateurs-là serviront qu'à ça, mais au moins on voit que les chercheurs sont soucieux des cas d'usage de leur machine, quitte à orienter, dans certains cas de figure, les cas d'usage vers ce qu'on appelle les cas d'usage à impact

01:13:15Alors, grande question, c'est pour quand? Réponse, on ne sait pas trop

01:13:20Alors, la réponse naïve, c'est de dire qu'on attend 15 ans, et 15 ans glissant, tous les ans, ça passe à 15 ans

01:13:27Et donc, dans 15 ans, on a un énorme ordinateur qui fait tout ce qu'on a dit tout à l'heure, qui fait tous les cas d'usage en bleu, en vert et en jaune de mes slides du début, et on est patient

01:13:31La réalité est probablement différente

01:13:36La réalité, ça se fera probablement par un processus d'innovation

01:13:40progressif avec les premiers ordinateurs bruités qui sont en train d'arriver aujourd'hui, des ordinateurs corrigés qui arrivent plus tard

01:13:47La grande question, c'est de savoir déjà dans un premier temps, est-ce que les ordinateurs bruités qu'on a aujourd'hui vont servir à quelque chose? Alors aujourd'hui, il y a une différence fondamentale entre les ordinateurs analogiques qui ont l'air d'être plus proche de la capacité à délivrer quelque chose que les ordinateurs à base de portes quantiques, mais ça veut dire qu'il y a des options disponibles pour que les entreprises évaluent les

01:14:03technologies et essaye de tester, comme le Crédit Agricole l'a fait en France, des algorithmes sur des machines qui sont proches de l'avantage quantique, alors ça, ça va progresser étape par étape

01:14:14Il y aura des sociétés qui vont avancer sur la courbe verte

01:14:19Bon, la seule incertitude, c'est de savoir si, à un moment donné, ça se calme, quoi, c'est si on va atteindre des limites physiques sur la capacité à contrôler des objets quantiques intriqués de grande taille

01:14:27On ne sait pas dire si on va atteindre une limite, donc on a, en gros, un chemin optimiste qui apporte cette exponentialité du calcul à quelques

01:14:34décennies, un chemin pessimiste qui dit qu'au bout d'un certain temps, on va arriver peut-être à un seuil

01:14:39Moi, ma conviction pour avoir étudié la question, c'est qu'il est assez probable que, dans le cas où le chemin pessimiste se manifeste, il interviendra après l'arrivée quand même de cas d'usage où on peut en tirer quelque chose, c'est-à-dire que, on aura peut-être pas forcément une accélération exponentielle, mais on aura des bénéfices divers et variés des ordinateurs quantiques intermédiaires

01:14:57Alors, une des raisons qui fait que je suis optimiste, c'est qu'il y a beaucoup de technologies qui sont en Liste aujourd'hui, là, vous avez une généalogie des types de qubits que je mets à jour régulièrement, et dans cette généalogie qui est très complexe, j'ai mis volontairement des cas en verre

01:15:05Les noms que j'ai mis en vert, ça correspond en gros à des sociétés

01:15:14Alors, j'en ai mis beaucoup de françaises parce que je les connais bien, et Microsoft aussi sur les qubits topologiques

01:15:22Ce sont des solutions technologiques qui sont originales, qui ont un potentiel intéressant pour créer ses ordinateurs quantiques à grande échelle

01:15:29Il y a des incertitudes scientifiques significatives derrière à chaque fois

01:15:35Mais il y a des originalités technologiques qui permettent peut-être de contourner certains des problèmes qu'on a évoqué tout à l'heure

01:15:41Donc on a évoqué Pascal tout à l'heure, qui est, qui a cet ordinateur analogique qui, qui a une puissance de calcul qui pour l'instant est meilleur que les autres ordinateurs

01:15:48Alice and Bird, c'est des qubits originativement, donc c'est très intéressant

01:15:54Candela, c'est des Cubits de photons qui encodent l'information de manière différente des qubits classiques basées sur du circuit électronique type supraconducteur, donc qui peut apporter une puissance de calcul

01:16:00par une méthode différente, puis Quantum, c'est leur concurrent américain le plus connu

01:16:05C12, c'est une start-up française qui utilise des nanotubes de carbone qui permettraient d'avoir des fidélités de qubit qui soient très très bonnes dès le départ, et puis d'Irak est australien, et SiQon, qui est français, c'est des startups qui essayent de monter en puissance par la capacité à assembler plein de qubits de silicium en volume sur des circuits fabriqués avec des technologies assez classiques du CMOS de fabrication actuelle

01:16:21Donc en fait, chacun a son petit bénéfice potentiellement sur la

01:16:37stable à apporter, alors les avantages quantiques que ça va apporter, tout ça au départ, si vous voulez, au départ de l'histoire, qui était le début de ma présentation, la perspective c'était bon, on apporte cette capacité de calcul exponentielle, on regarde pas trop la qualité des résultats, on espère que c'est au moins aussi bien que les ordinateurs classiques, et puis la question énergétique se posait pas trop, quoi

01:16:53Ce qui risque de se passer, c'est peut-être une inversion de proposition à court terme, on risque d'être dans une situation où on a un gain énergétique assez significatif sur les ordinateurs

01:17:04D'aujourd'hui, on va dire, d'aujourd'hui dans 50 ans, on a peut-être un gain dans la qualité des résultats dans certains cas de figure, mais on n'a pas forcément un gain en vitesse de calcul

01:17:11Et puis plus tard, et là il faudra attendre un certain temps, peut-être on aura les trois en même temps, c'est-à-dire une vitesse de calcul effectivement et une capacité à résoudre des problèmes inaccessibles à des ordinateurs classiques, une qualité des résultats qui soit aussi meilleure au passage, et aussi un avantage énergétique

01:17:24Alors, ce qui serait embêtant, c'est qu'on n'ait plus l'avantage énergétique dans le dernier

01:17:38cas, mais l'avantage énergétique, on l'aura probablement en premier dans les situations intermédiaires, donc ça c'est intéressant parce que ça crée une "business value" qui n'était pas forcément attendue, c'était pas forcément évident, et des entreprises comme EDF sont très intéressées par cette perspective de réduire leur coût de calcul dans certains cas d'usage grâce à la baisse de la consommation d'énergie des ordinateurs quantiques par rapport à leurs équivalents classiques

01:17:52Alors, je vais répondre à quelques questions, je dirais assez usuelles, c'est : est-ce que l'ordinateur Quantique remplace les ordinateurs existants? Réponse: non

01:17:57Est-ce que vous aurez un laptop quantique? Non

01:18:04Est-ce que vous aurez un smartphone quantique? Non, même s'il y a des smartphones qui ont des générateurs de non-résors quantiques en Corée, mais c'est pas du calcul, c'est juste un système qui génère une clé de sécurité aléatoire, mais c'est pas du calcul quantique

01:18:15Alors, en fait, les ordinateurs quantiques, ça correspond aux initiatives publiques qui ont été lancées en Allemagne, en France et en Finlande, qui consistent dans les centres de calculs de la recherche publique d'associer des Des supercalculateurs existants comme à Bruyères-le-Châtel au TGCC, qui est géré par le CEA, et des ordinateurs quantiques, on va commencer par des machines Pascal, puis des machines Candela, puis d'autres après, pour associer les deux, pour expérimenter le calcul qui s'appelle le calcul hybride en fait

01:19:46Alors, à part ces offres que j'évoquais qui sont dédiées au moment de la recherche, bah les ordinateurs quantiques existent déjà

01:19:52Donc, quand on pose la question, est-ce que l'ordinateur quantique existe déjà ? Oui, il existe, il existe au pluriel, il y en a beaucoup, ils sont déjà disponibles dans le Cloud, il n'y en a pas

01:20:02beaucoup qui ont une capacité de calcul qui dépasse la capacité de calcul des machines existantes

01:20:08On n'en est pas loin avec les machines de Pascal, les machines de Diwave

01:20:13Pour les autres, on est plutôt dans l'expérimentation et l'apprentissage du code, mais ça existe, on peut expérimenter, et ça c'est très important pour les entreprises qui veulent s'approprier le sujet, mener des projets de recherche, mener des projets d'évaluation

01:20:18Ils peuvent tester les ordinateurs quantiques existants qui sont en ligne, certains c'est gratuitement jusqu'à 5 ubis, c'est gratuit chez IBM, chez OVH en France, les

01:20:31...machines d'Atos pour de l'émulation et du pilotage d'ordinateur quantique, et les machines de Pasqal et Quandela vont être disponibles, je crois, gratuitement pour les étudiants, donc c'est quand même intéressant pour que les gens apprennent ça

01:20:42Et puis les opérateurs américains ont un plus grand nombre de machines aujourd'hui

01:20:47Je vais peut-être m'arrêter là parce qu'on voulait parler un petit peu de sécurité, mais je ne sais pas si on a le temps

01:20:58On va appeler Pierre Mitiévier qui va me rejoindre

01:21:09Est-ce qu'il est là, Pierre ? Tu nous rejoins, Pierre ? Vous connaissez peut-être, tu as suivi là, bon, c'était long

01:21:20C'était super les questions, il doit y avoir sur l'écran

01:21:26J'en ai quelques-unes, je vais commencer par une première que j'avais, qui était : on a bien vu que pour que la programmation est très différente entre un ordinateur classique et langage connu, etc., et puis l'ordinateur quantique qui nécessite beaucoup de mathématiques, entre autres

01:21:38Est-ce qu'on est suffisamment formé en France pour avoir des programmeurs pour les ordinateurs quantiques, quand on voit ton constat ? C'est une réponse, la réponse n'est pas évidente parce que aujourd'hui tu n'as pas encore d'ordinateur qui marche vraiment à grande échelle

01:21:53Donc, la question, c'est comment tu vas aligner deux courbes inconnues, c'est à quelle vitesse les ordinateurs vont être mis au point, à quelle vitesse les cas d'usage vont évoluer et à quelle vitesse les clients vont les adopter

01:22:05Donc, aujourd'hui, dans tous les pays du monde, il y a une bonne appréhension de ce besoin de compétence, il y a déjà des cursus de formation qui sont lancés dans tous les pays et en France, dans le cadre de la stratégie quantique nationale qui a été lancée en janvier 2021, donc il y a deux ans, il y a un programme spécifique sur la formation qui a été lancé, qui a été doté de 65 millions

01:22:24d'euros, bon, c'est pas énorme, c'est un début et qui vise à mobiliser des ressources de formation et jusqu'au doctorat dans les universités françaises et les grandes écoles, et en fait, il y a eu un consensium qui a été monté par 21 universités et ils vont bénéficier de financement pour augmenter leur, alors moi j'y trouve, j'interviens à l'épita hors de ce programme, une école privée, donc les écoles informatiques s'y mettent aussi et à l'épita, on a une majeure qui a démarré là il y a une semaine et on commence à former des gens, il y a des masters spécialisés, alors là dessus pas Polytechnique, la centrale, il y a Des masters, il y a des options dans pas mal d'écoles comme l'INSA à Lyon

01:22:38Alors, tu as deux types de cursus en fait, en France

01:22:53Tu as d'un côté les cursus plutôt informatiques, c'est un peu ce que je fais à l'hôpital, et tu as des cursus plutôt physiques, d'accord ? C'est bien d'avoir un peu des deux

01:23:07Moi, je considère que si on veut apprendre à même à coder simplement un ordinateur quantique, c'est quand même pas mal de savoir comment ça marche un peu à l'intérieur

01:23:13Est-ce que ça parle de comprendre et des relations, dépendances ? Le sujet clairement est à identifier et des solutions, il est identifié, les Américains c'est Carrément un plan de la Maison Blanche qui dit : la course au talent est ouverte, quoi! Ils disent : on va essayer de recruter à l'étranger et nous-mêmes, on a besoin de recruter à l'étranger

01:23:30Oui, comme pour les docteurs, il y a des moments où, par exemple, quand on a des postes de thésard qui sont ouverts, il y en a plein des postes de thésard ouverts dans le quantique en France, bah, en fait, on va t'amener à côté une fois sur deux à l'étranger parce qu'il n'y a pas assez de jeunes dans le circuit pour faire ça, d'accord? On va regarder les questions qui ont été posées sur le chat, je vois rien, faut les mettre, je vais le dire pour toi

01:23:48D'abord, il y a peu de foulons qui nous dit félicitations pour notre prestation, donc il s'adresse bien sûr, alors il pense qu'il parle un petit peu de bio, de bioénétique, de biodoration dans son délire, donc je vais lire exactement ce qu'il dit, excusez-moi, dire nous ferons appel aux applications végétales, plus précisément son fonctionnement, cette fabuleuse mécanique rêve végétale s'ajoute par ce biais-le à la rhyosphère, les bactéries, une certitude de vie devant une aide à la compréhension, alors c'est un petit peu de faire de la mémoire avec, avec des bactéries, il y a plein de choses qu'on peut faire

01:24:20Mais pas encore les ordinateurs, passer un petit peu décalé par rapport à ton sujet, je crois

01:24:26Non, mais la réflexion est intéressante parce que, en fait, elle a rejoint des communications sur le sujet

01:24:32Le vivant, c'est un ordinateur quantique, en fait, mais c'est pas qu'on programme de manière classique

01:24:38Le vivant, c'est quoi ? C'est des atomes qui sont reliés entre eux par des relations chimiques, des systèmes extrêmement compliqués

01:24:43Une cellule, c'est des milliards de milliards d'atomes, rien que une protéine complexe, ça va jusqu'à 300 000 atomes, je crois

01:24:49Un ribosome qui sert à fabriquer des protéines, c'est 300 000 atomes, c'est un système quantique assez compliqué, donc par exemple, si on voulait simuler numériquement le machin qui fabrique des protéines dans les cellules, il faudra un ordinateur quantique, mais de milliards de milliards de qubits, c'est un truc de complètement, parce que tu as 300 000 atomes, et 300 000 atomes qui ont chacun plein d'électrons, et en fait, il faut quasiment un qubit par électron, donc voilà, mais ce n'est pas un ordinateur au sens où on l'entend dans l'informatique, où il y a des données en entier, mais c'est un objet compliqué, oui, donc il y a des analogies intéressantes à faire, bah Du coup, je vais enchaîner avant de poser la prochaine question sur une autre question qui est, tu as parlé de simulation, enfin, dans les trois grands sujets que pouvait résoudre l'ordinateur quantique, vous avez la simulation, le jumeau numérique humain, humain par exemple

01:25:36Est-ce qu'on peut le faire de la ville ou du bâtiment, le smartphone, mais disons, s'il y avait un intérêt à créer un jumeau numérique d'un objet industriel, plutôt de la vie dans laquelle il y avait des problèmes d'optimisation, ça aurait du sens à le faire avec un ordinateur quantique, d'accord, dans un futur lointain, ça aurait du

01:25:49sens, si c'est juste après une modélisation pour le visualiser, l'ordinateur quantique n'est pas très intéressant

01:26:03L'ordinateur quantique, il est intéressant pour l'optimisation avec des variables en grande quantité, enfin une grande quantité, pas trop quand même, mais avec beaucoup de variables, beaucoup de combinatoires

01:26:16C'est quand il y a beaucoup de combinatoire que l'ordinateur classique atteint ses limites, c'est là où l'algorithme quantique, le jour où ça marchera, toujours des réserves, c'est censé apporter quelque chose

01:26:22Alors, le jeu mot numérique de l'homme, non, non, après c'est une Question de réductionnisme, tu connais cette notion de réductionnisme, c'est que, évidemment, si tu voulais faire un jumeau numérique à l'échelle de l'atome, c'est compliqué

01:26:30Alors, si tu le fais à l'échelle de l'organe avec des paramètres qui définissent chaque organe, peut-être on fait déjà quoi

01:26:37Donc, la question c'est quel est le niveau de réductionnisme qu'on utilise, quelle est la granularité de la simulation numérique

01:26:45Donc, si tu veux simuler jusqu'à la molécule, c'est très compliqué, jusqu'à l'atome, ça l'est encore plus, jusqu'à l'électron, c'est encore plus

01:26:50Bon, si tu voulais simuler la La physique quantique de l'homme, ça serait assez compliqué quoi, et je sais qu'il y a des gens qui, en vrai, il y a des gens qui en rêvent, mais non, soyons raisonnables

01:27:03Il faut savoir que, aujourd'hui, la performance, la meilleure qu'on obtienne avec les ordinateurs, quand ils existent, c'est qu'on simule les molécules avec trois atomes

01:27:09Les mecs sont contents, ils ont fait la molécule d'eau, ils vendent des 18 des hydrures, je sais plus quoi, sulfure hydrurge, 2 à 3 atomes dans ce cas-là, et d'ailleurs, la rupture des protéines déjà, c'est compliqué, c'est très compliqué

01:27:17Là, si un jour on arrive à faire ça avec un ordinateur

01:27:25quantique et c'est rien, c'est une protéine dans une cellule, c'est que dalle

01:27:33Donc oui, soyons raisonnables, soyons raisonnables tout en rêvant

01:27:40Alors que tout le long termine en disant une certitude, oui, enfin on a déjà dit ça, respire 95, j'en apprends beaucoup ce soir, donc te remercie

01:27:45Alors Philippe coaxiaux connectés, alors il y a Philippe Georges qui revient sur le sujet des du problème des algorithmes de cryptage, mais tu en as parlé, mais tu pourrais en reparler parce que en fait, d'accord, mais tu peux peut-être en parler maintenant si tu veux, en particulier bien sûr sur le chiffrement RSA qui est bancaire

01:28:01Le temps que j'avais ne me permettait pas tout couvrir correctement

01:28:16Alors, d'abord, ce n'est pas le cryptage qui pose problème, c'est la génération de clé de chiffrement, c'est très différent, parce qu'en fait, dans les algues de chiffrement, il y a d'un côté la génération d'une clé, puis après les chiffres romains lui-même

01:28:32Alors, dans le système qui s'appelle RSA, qui est le plus couramment utilisé sur Internet d'aujourd'hui, c'est le même bloc d'algorithmes qui sert à générer la clé aléatoire, qui est une combinaison non premier, et le chiffrement lui-même, qui est une autre technique en fait, et donc ce qui est vulnérable dans l'ensemble des systèmes qu'on appelle les systèmes à clés publiques, c'est quand on envoie une clé publique à quelqu'un d'autre qui peut être intercepté sur le circuit, et si cette clé publique permet de reconstituer la clé privée qui est gardée par le récepteur de l'information, ça pose problème

01:29:01Alors aujourd'hui, la quasi-totalité de la sécurité sur Internet, SSH, la protection de site web, le https, les mails, de la carte bleue, enfin tous ces systèmes de paiement en ligne, tout ça c'est protégé par l'algorithme RSA qui a une caractéristique, c'est que la clé publique, on l'envoie à la ...personne qui va encoder l'information, c'est une clé qui est basée sur la multiplication de deux entiers de grande taille, et pourquoi ce système est considéré comme étant sécurisé, c'est que les nombres entiers sont suffisamment grands pour considérer qu'aucun ordinateur connu peut le casser

01:29:30Il se trouve qu'il existe un algorithme qui s'appelle l'algorithme de Peter Shore, qui est inventé en 94, qui permettrait de casser cette clé, mais qui nécessiterait un ordinateur qui, pour que vous compreniez les ordres de grandeur, on avait, je l'ai montré dans un des slides, nécessite 22 millions de Qubit avec eux-mêmes, une fidélité de 0,1%, que personne n'a aujourd'hui, et le calcul dure 8 heures

01:29:40Quand même, c'est pas du temps réel, c'est 8h

01:29:50Ça, c'est ce qu'on connaît aujourd'hui dans l'état de l'art

01:29:55Ça peut changer parce que, avant, c'était un milliard de qubits, donc ça s'améliore, mais c'est quand même loin

01:30:01Alors, il se trouve que c'est une menace

01:30:05Alors, la manière de relativiser la menace, c'est dire deux choses

01:30:09C'est la première, il y a des solutions qui sont envisagées et sérieusement

01:30:13La première, c'est de changer les codes de sécurité et de changer les méthodes de chiffrement, les méthodes de Génération de clés en utilisant ce qu'on appelle la cryptographie post-quantique, et ça c'est proposé par des standards qui sont en train d'être établis à l'ENISA en Europe et au NIST aux États-Unis

01:30:26Il y en a quatre qui ont retenus par le NIST aux États-Unis

01:30:31Le Gaulin, le gouvernement fédéral américain, va forcer son administration à adopter ces techniques et en France, on va suivre le mouvement

01:30:37Et puis après, il y a un autre domaine moins connu qui est la cryptographie quantique, qui elle repose sur une sécurité qui est physique, permettant de générer des clés grâce à une sécurité, il y a un des propriétés

01:30:48des photons dans des fibres optiques, ou voir des noirs, des lésions satellites, ce qu'on fait des Chinois

01:30:58Donc en fait, il y a des méthodes qui sont envisagées

01:31:07Par contre, la menace, alors je vais dire un truc qui est peut-être un petit peu contraintif, mais la menace réelle, elle existe, mais elle est pas quantique, d'accord? Il y a une menace réelle sur RSA qui est classique, c'est-à-dire que, il est pas exclu que, un jour, des gens arrivent à trouver des algorithmes classiques marchant sur des calculateurs classiques qui cassent RSA avant même que l'ordinateur quantique puisse faire, alors j'ai pas la certitude

01:31:17En disant, "Ça arrive dans trois ans et c'est avec tel algo", mais je vois dans l'actualité scientifique, dans le domaine de la cryptographie, des clés d'analyses, comme on dit

01:31:25Je vois des algorithmes qui émergent, qui essayent de s'inspirer des algorithmes quantiques pour les appliquer sur les machines classiques, des choses qui mériteraient notre attention

01:31:39Très bien, il faut noter

01:31:44Les gens qui sont à l'écoute, les internautes, sont peut-être intéressés par le sujet et tu as peut-être des blogs, des podcasts pour certains chercheurs

01:31:51Il n'y a pas besoin de moi, ils ont déjà, alors d'accord, la question

01:31:57Suivante, c'est, voilà, sur les câbles coaxiaux connectés à la puce, ont l'air énorme

01:32:04C'est vrai qu'on peut voir l'intérieur quantique, on voit des gros câbles, on se voit physiquement, c'est beaucoup plus imposant que l'intérieur d'une carte mère

01:32:11Alors, on les rainure, mais il avait installé à côté de prendre la place

01:32:15Est-ce qu'il y a un vrai potentiel de miniaturisation à long terme? Oui, ça c'est la réponse

01:32:20On peut le faire

01:32:24125 pages dans mon livre, d'accord, je traite de toutes ces questions électroniques et de câblage dans mon bouquin

01:32:30Alors, il y a plusieurs solutions qui sont envisagées, il y a une première

01:32:35solution qui consiste à dire, on va rapprocher l'électronique de contrôle du type 7 qui contient les qubits

01:32:40C'est facile à dire, mais difficile à faire

01:32:44Pourquoi? Parce que si tu mets une électronique classique à côté de ton Cubit à 15 milliKelvin, elle risque de chauffer, parce que c'est les fameux transistors qui chauffent, qu'on va parler tout à l'heure

01:32:48Donc si tu chauffes à basse température, tu vas chauffer tes Q8 et les cubes vont partir en sucette, ne marcheront plus, quoi

01:32:54Donc ce n'est pas facile, d'accord? Tu as une autre solution qui est de dire, je vais le mettre à 3 Kelvin, tu ne mets pas à 15 milli, tu mets à 3, 4 Kelvin, mais tu as quand même besoin d'avoir des files entre les deux, mais des files sont plus petits, là tu peux éventuellement miniaturiser, après tu peux multiplier, que c'est aussi tu peux t'arranger pour faire passer plusieurs signaux dans un seul câble en fibre optique par exemple, c'est envisagé dans un vrai problème compliqué et d'ailleurs l'une des raisons pour laquelle au début en intervention je parlais de l'électronique donc conventionnelle, c'est que dans les six scénarios que j'évoquais, il y avait l'électronique supraconductrice et l'électronique supraconductrice, elle a une caractéristique

01:33:30C'est que, elle consomme très peu d'énergie parce que c'est supra, justement, et cette électronique sur laquelle peu de gens travaillent dans le monde, il y a un chercheur en France, qui est à Chambéry, qui s'appelle Pascal Faivre, dessus

01:33:37Aux États-Unis, il y a une boîte et une université qui bossent dessus quasiment, et il y en a au Japon, il y en a un peu en Allemagne, il n'y a pas beaucoup de monde là-dessus

01:33:50Et bien, cette électronique là, si elle permettait de faire l'électronique qui sert à piloter les qubits, on pourrait la mettre pas trop loin des qubits et là, on consommerait moins d'énergie et on aura moins de fils

01:33:56Donc, il y a des solutions

01:34:03qui existent, mais c'est des trucs à faire passer entre les chats de plusieurs aiguilles pas toujours alignés, donc il y a beaucoup de travail, et en tout cas, j'identifie dans mon bouquin toutes les pistes de recherche qui existent pour apporter des solutions à ça

01:34:10C'est que pour les cubits par conducteurs, alors les Cubits silicium, ne mode Vinet et de six cons soi, ils ont caractéristiques, c'est qu'ils fonctionnent à une température un peu plus élevée, donc on a un peu plus de relaxation en termes de budget thermique, on peut chauffer un peu plus

01:34:21Les photons, ça n'a rien à voir, les photons, ils sont à température

01:34:28ambiante, mais leur générateur et leur lecteur, eux, ils sont refroidis, mais moins

01:34:33Donc, chacun a son problème, quel que soit la technologie utilisée, il y a des problèmes à résoudre, mais ce n'est pas au même endroit

01:34:39Par exemple, les atomes froids, les atomes, la combient dans le vide, tu vas dire, bah, ce n'est pas compliqué, tu les pilotes, c'est les lasers, il faut monter la puissance si tu veux augmenter le nombre d'atomes, et puis le vide soit de bonne qualité, bah, c'est d'autres problèmes

01:34:48Donc, chacun a son problème, d'accord

01:34:57Deux questions de Philippe Seghers, quel rôle de Jeannecy dans les initiatives quantiques? nationales européennes, et quel est le lien HPC calcul quantique? Alors, le lien est très important et le GINSy a un rôle très important

01:35:05Le GINSy, pour ceux qui ne connaissent pas, le GINSy c'est une centrale d'achat, en fait, c'est une structure qui dépend de l'état et du ministère de la recherche, qui en fait est la structure de commande d'ordinateur classique public pour les centres de recherche, donc CNRS, CEVA, il y a, et en fait, ils opèrent via des opérateurs qui sont les trois unités et les universités, ils ont perdu supercalculateurs, donc par exemple, il y a un super calculateur qui est au TGCC, qui s'appelle le jeu, le curry, qui contient des processeurs Intel et un Evidia de tête qui fait de l'IA, machine learning et une assimilation numérique

01:35:49Il y en a un autre qui est géré par le CNRS, qui s'appelle l'IDRIS, qui est à Orsay, dans la fac d'Orsay, sur le plateau de Montpellier, qui est géré par les universités, et ces trois centres de calcul, en fait, c'est le GENCI qui achète pour eux les machines

01:36:02Donc, il négocie avec les fournisseurs, il fournit une sorte de mutilation de la connaissance scientifique sur le déploiement de ces machines là, il travaille sur les algorithmes aussi, donc il y a une équipe

01:36:08qui est pilotée par Stéphane Riquena, qui est la tête scientifique de cette équipe là, et dans le cadre de la stratégie quantique nationale, il a été décidé de placer des ordinateurs quantiques, de préférence français ou européens, dans ces centres de calculs là

01:36:28C'est piloté par le GENCI dans une initiative qui s'appelle HQI, et cette initiative, elle vise à créer des centres de calcul hybrides, bouillir une machine Atos qui pilote l'ensemble des ordinateurs quantiques, l'ordinateur classique est à côté, et une coordination d'ensemble, et ça, ça va être mis, ça a commencé là, dans les mains des chercheurs

01:36:46Donc, la première machine Atos qui sert à faire de l'émulation, et bientôt qui pilotera Pascal et Candela, elle est en train d'être installée et elle va être mise à disposition des chercheurs

01:36:52Donc oui, joue un rôle important avec le CEA, le CNRS, INRIA et les universités

01:36:56HPC, calcul quantique, c'est ça

01:37:01HPC, c'est quoi ? Ce qu'on appelle le HPC, oui, c'est compliqué, les grosses machines

01:37:06Alors, le lien, il est évident, mais il est de plusieurs natures

01:37:13Le premier lien, c'est la cohabitation, c'est là complètement, c'est le slide que j'ai présenté

01:37:18L'autre lien, c'est la concurrence

01:37:22Ok, mais oui, parce qu'en fait

01:37:27L'ordinateur quantique et les algorithmes quantiques qui sont créés régulièrement, quel temps fera-t-il, renoncer à l'avantage quantique, ou y renoncer temporairement si cela imposait une surconsommation énergétique et responsable? C'est ton initiative, QEI? Oui, alors on ne va pas dire qu'il faut renoncer à l'un pour avoir l'autre, ce qu'on dit dans la QI, c'est qu'on pourra avoir le deuxième indépendamment du premier, mais l'idéal, c'est les deux, bien sûr

01:38:50Alors justement, il y a un intermédiaire entre l'avantage quantique calculatoire qui est la vitesse de calcul et l'avantage quantique au sens de la qualité du résultat, je peux donner une description de ça

01:39:03Dans le domaine du machine learning, le machine learning, c'est, c'est des modèles statistiques compliqués

01:39:09On sait que le Deep learning, machine learning, c'est compliqué à entraîner, il y a un espace de probabilité qui est très grand, c'est très très dur de d'optimiser l'entraînement d'un système de machine learning aujourd'hui avec des méthodes classiques

01:39:20Il y a des ce qu'on appelle un rétropropoparcation des gradients très compliqué

01:39:25L'une des caractéristiques du calcul quantique, le jour où ça marche très bien à grande échelle, c'est qu'il explore peut-être plus efficacement l'espace du possible, et donc potentiellement, pour de bons algorithmes, il permettra de trouver de meilleurs minimums, de meilleures convergences vers l'entraînement de ces systèmes-là

01:39:42Et donc potentiellement, même si le temps de calcul n'est pas forcément très différent, peut-être que le résultat va être meilleur

01:39:47Donc la conséquence est, par exemple, des taux d'erreurs moins grands dans des prédictions ou des classifications, dans des régressions pour le machine learning

01:39:57Donc ça, c'est la qualité

01:40:07Donc ce qui n'est pas impossible, c'est que dans une situation un peu intermédiaire, on est dans le schéma que j'ai montré, on est dans certains cas des qualités de résultats qui sont meilleures, un temps de calcul qui est pas forcément beaucoup plus rapide que du calcul classique, on est un peu à la limite des capacités et alors par contre une constellation énergétique qui est vraiment beaucoup plus faible

01:40:16Donc voilà, et c'est le ratio entre les trois avantages qui va évoluer dans le temps

01:40:22Alors pour avoir l'avantage calculatoire, il faudra quand même avoir beaucoup de cubits de qualité, on n'y est pas encore, mais l'avantage qualitatif et l'avantage énergétique, on leur a avant, c'est ça le propos de la cueilli, mais par contre, il y a du boulot

01:40:30Il y a du boulot pour faire bosser tout le monde ensemble et l'ordinateur quantique actuel, il est capable de l'ingurgiter tous ces données en grande quantité

01:40:42Lorsque je, alors il y a un exemple qui est intéressant, c'est qu'il y a une expérience qui a été montée par des chercheurs, j'ai oublié, c'est des gens qui bossaient avec Continuum aux États-Unis

01:40:48Ils ont expliqué que un ordinateur quantique était capable de faire des résumés de grands documents de manière très efficace, mais bon, alors j'ai étudié alors

01:40:53Moi, j'aime bien, quand je vois un titre bien ronflant, dans la vraie vie, qu'est-ce qu'il y a derrière ? Moi, je gratte, je prends le papier scientifique, je regarde ce qu'il y a dedans, je garde les ressources matérielles quand ils en ont, et là tu dis bon, alors c'est un système où les gars, ils ont pris 300 000, un article de, je ne sais pas, de CNN, de milliards américains, et ils les ont fait cruncher et absorber par un algorithme classique qu'on appelle un Bert, un réseau de neurones de traitement du langage voisin de ce qu'on fait avec Chat GPT aujourd'hui, et ils ont fait faire partie, faire une grosse partie du travail par

01:41:23L'ordinateur classique, qui a absorbé ces 300 000 articles pour les classifier, les transforme en vecteurs, en transformant en gros des phrases en chiffres, et une fois qu'ils ont fait ça, ils ont donné des matrices qui faisaient 20 par 20 d'ordinateur quantique en disant "démerde-toi pour inverser la matrice", et ils ont utilisé 20 Q8, et la machine l'a fait

01:41:41Bon, sauf que 208, ça fait sur un laptop, donc en fait, ils n'ont pas, ils n'ont pas prouvé qu'ils faisaient mieux qu'un ordinateur classique, ils ont juste délégué à un ordinateur quantique un truc qu'on aurait très bien pu faire sur un laptop

01:41:53Tout bête, mais c'était bien de dire "je l'ai fait sur un ordinateur quantique", mais il y a un peu une entourloupe dans l'histoire, parce que, en fait, le problème que ont les gens de Cantinium, c'est que pour l'instant, ils ont que 28 qubits

01:42:01C'est un laptop

01:42:09Alors, j'ai des abattages là-dessus

01:42:17Moi, je suis en train de me faire une abaque qui existe pas de manière officielle, c'est de voir en fonction du nombre de qubits et de l'algorithme, quel type de machine permet de l'émuler en classique et en cas de temps de calcul

01:42:24Alors, j'ai trouvé un papier très intéressant qui est qui cite des gens d'Amazon et qui cite le fait que

01:42:31Sur un serveur d'Amazon jusqu'à 30 qubits, le classique est plus rapide, d'accord

01:42:38Jusqu'à 20 qubits, ça va sur laptop, 20 à 30, c'est un serveur, et 30 à 40, c'est une machine d'Atos QLM, mais le temps de calcul peut être plus lent quand même

01:42:44Et donc, tu as trois échelles en fait, et puis après, de 40 à 50, c'est super calculateur, et au-delà de 50, c'est impossible à émuler classiquement

01:42:49Donc, ça donne des idées de type de machine et de seuil technologique

01:42:54Le problème, c'est que pour dépasser 38 avec des fidélités correctes, ce n'est pas facile, donc on est un peu..

01:43:02il y a du boulot quoi

01:43:09La fidélité, c'est la mère de tous les problèmes, et la Mère de toutes les solutions dans le calcul quantique, si t'as pas de fidélité des qubits, c'est que les qubits doivent être fidèles, voilà, c'est ça le problème

01:43:16Voilà, et je sais pas si tu avais prévu la question suivante que je fais, mais c'est Philippe Seghers, pourra-t-on comprendre l'amour grâce aux calculs quantiques? Je sais pas quelle est la question, ça veut dire quoi comme prendre l'amour? Comprendre l'amour, en fait, l'amour peut-être, alors pourquoi pas la chimie de l'amour? Bon, moi, je vais faire une parabole, c'est, je pense que le calcul antique permet de développer l'amour de la science déjà pour

01:43:44Commencer, c'est joli, parce que moi, ça fait donc 5 ans que je suis dedans, j'ai jamais autant découvert de sciences dans un domaine donné, quoi

01:43:51Je découvre la physique, la thermodynamique, l'électronique, je fais des chroniques, parce que pour comprendre les câbles et tout ça, il faut faire des chroniques

01:44:03D'ailleurs, j'ai oublié de répondre à un élément de questions qui tiberait, m'a réussi à miniaturiser pas mal aussi ces armoires électroniques, mais tu fais de l'algorithme, tu fais des mathématiques, tu fais plein de choses en fait

01:44:10Donc, si tu travailles sur toutes les sortes de la sociologie de la Géopolitique, tu as des problèmes de pays qui se concurrent les uns les autres, tu as des produits économiques, comment les start-ups sont financées, comment tu fais pour financer une start-up qui a un produit dans 10 ans, c'est compliqué tout ça

01:44:27Et donc en fait, c'est un univers scientifique qui est, qui est passionnant et les gens que je rencontre dans ce milieu-là sont passionnants aussi

01:44:33Donc l'amour de la science, c'est un peu la conclusion, mais encore des questions qui sont venues également par le téléphone, c'est bien, mais ni Grégoire du Cantique, la première, je pense que tu allais en partie répondu déjà

01:44:53Compte tenu des limites que vous avez indiqué concernant l'électronique classique, notamment la dissipation de chaleur, enfin, l'informatique d'ici un social, l'informatique quantique est-elle la nouvelle voie incontournable ou existe-t-il d'autres voix? Je crois qu'elle est quand même montrée que le début

01:45:05Alors, les autres voix que j'évoquais au début, le calcul supraconducteur, le calcul réversible, c'est des, c'est des techniques qui sont plutôt destinées à réduire la consommation d'énergie, à augmenter la fréquence de calcul, mais n'apportent pas d'accélération exponentielle

01:45:26Modulons le fait que le calcul quantique est censé apporter d'accélération exponentielle, mais on n'y est pas encore

01:45:31Donc, en gros, c'est un prêt pour un rendu, c'est-à-dire qu'en gros, il y a des, il y a des voies différentes, et je pense qu'elles se complèteront dans le futur

01:45:37C'est intéressant qu'il y ait des axes de recherche sur la baisse de la consommation d'énergie de l'informatique classique, c'est intéressant, on en a besoin

01:45:43L'énergie consommée par le numérique, c'est 12%, 11% de l'électricité dans le monde, ça augmente régulièrement

01:45:50Bon, c'est une question qui vaut la peine d'être posée, est-ce que on peut inventer des systèmes qui consomment l'énergie, que ce soit dans les datacenters ou dans nos machines à nous, ou nos télés, donc ça vaut la peine d'être posée

01:46:04Là où je pense qu'il y a quelque chose d'intéressant, c'est que les recherches qui sont faites sur les calculs réversibles et les calculs supra vont avoir une incidence sur le calcul quantique, et ça c'est très intéressant, c'est une synergie technologique, c'est un peu la sérendipité de la technologie, c'est-à-dire que, à un moment donné, on fait un truc dans un coin, on n'est pas sûr de à quoi ça sert, et tout d'un coup, tiens, on trouve un cas d'usage à côté, et Donc, moi j'encourage beaucoup les gens à s'intéresser à l'électronique super conductrice dans le cadre du contrôle des..

01:46:33Il n'y a pas beaucoup de gens qui travaillent dessus, donc c'est un "sweet spot", comme on dit, tu vois, c'est un signe noir ou signe blanc, ou un signal à regarder, là, c'est intéressant, surtout quand tu as, aux États-Unis, des Russes et des Ukrainiens qui travaillent dessus

01:46:46Enfin, c'est très marrant, lié au Pentagone, c'est très rigolo à regarder en termes de géopolitique aussi, des romans à faire

01:46:52Ah bah, il y a de quoi faire! Alors, une autre question, quels secteurs sont-ils le plus Concernant un moyen terme par électronique quantique, le terme électrique ou l'informatique, la recherche apparemment pour le reste, les applications traitant beaucoup de données, un peu de temps, prévisions météo par exemple, l'application militaire nécessitant du temps réel ou quasi temps réel, alors c'est à l'envers en fait, le temps réel

01:47:12Non, je ne pense pas que quantique, en tout cas de ce que j'en connais aujourd'hui, soit adapté au temps réel

01:47:20Il faut savoir que c'est les machines quantiques, c'est comme les machines des cartes perforées, il y a un badge, il y a une file d'attente et puis tu as un seul badge

01:47:31En même temps, à un moment donné, tu as un truc qui tourne pendant quelques secondes, et puis après, tu as le suivant

01:47:37Donc, moi, j'ai fait ça quand j'étais en TP comme centrale, je me souviens des problèmes, donc tu n'as pas de multi-utilisateurs, un seul à la fois, premier point

01:47:42Le jour où tu auras une vraie accélération quantique avec des grosses machines, le temps de calcul, il sera peut-être en minutes ou en heure, donc ce n'est pas du temps réel

01:47:51Casser une RSA dans le meilleur des cas dans 15 ans, c'est 8h, donc ce n'est pas du temps réel

01:47:59Alors, au niveau des secteurs d'activité, il y a des prévisions qui sont faites par les Analyses par les Mackinzelles, les CG, etc

01:48:04En général, ils ont tendance à mettre en premier les banques, d'accord, en premier vraiment devant tout le monde

01:48:09Alors, pourquoi ? Ils ont de l'argent, eux, ils ont peur et, trois, ils ont des problèmes compliqués, quoi, des problèmes d'optimisation compliqués

01:48:14Donc, les trois cumulés font qu'ils s'intéressent au sujet

01:48:18Donc, en France, c'est Crédit Agricole, par exemple

01:48:22Aux États-Unis, c'est Goldman Sachs, Morgan, etc

01:48:26Les deuxièmes dans la liste, de mémoire, c'est la santé, plutôt les biotech, les MedTech

01:48:34C'est un peu plus loin par rapport à tes sujets et tu as pas très loin les utilities dans L'énergie, d'accord, et dans l'énergie, tu as deux catégories

01:48:39Tu as la production d'énergie, donc tout ce qui est lié plutôt à la chimie, les batteries, les choses comme ça, le transfert d'énergie, c'est des batteries, et puis après, tu as la distribution d'énergie qui correspond à des problèmes opérationnels d'optimisation

01:48:51Donc en fait, par rapport à mon schéma qui était au début de la présentation, le monde de l'énergie est à gauche pour les procédés et à droite pour l'optimisation de la distribution d'énergie

01:49:03Par exemple, EDF a prototypé à petite échelle un algorithme de d'optimisation de la

01:49:09recherche de le prix de véhicules électriques, ils l'ont fait sur 150 véhicules, je crois, et il faudrait 2 millions, mais ils ont regardé ce qu'on pouvait obtenir en fonction du type d'ordinateur et de l'algorithme, en fait

01:49:15Donc oui, ils s'intéressent à ça et dans la question, il y avait aussi la météo

01:49:21C'est vrai qu'on associe souvent, alors, la météo avec les super calculateurs

01:49:26Il y a beaucoup de gens qui disent que la météo c'est bien pour le quantique

01:49:31J'ai vu des papiers circuler, mais les papiers qui parlent de ça, c'est pas sérieux

01:49:35J'ai vu des papiers qui disent "ouais, la météo c'est vachement intéressant", alors

01:49:39Tu regardes le papier et dedans il y a des références, c'est très important les références dans un papier

01:49:42Si tu regardes si les références sont scientifiques et en général les références et d'autres papiers qui ne sont pas scientifiques, là tu dis les moyens

01:49:46Puis après tu vois des papiers qui mélangent les chevaux et les carottes qui disent le quantique, ce n'est pas la Big Data, puis tu en as d'autres qui oui, on peut faire des résolutions d'équation linéaire, etc

01:49:58Et tu regardes le papier, ça a été testé sur un machin un grand comme ça, mais non, ce n'est pas non

01:50:01Le problème de la météo, c'est que c'est quand même la Big

01:50:05Data, c'est des modélisations souvent faites par l'élément fini ou des techniques équivalentes, beaucoup d'équations différentielles à la très grande échelle

01:50:09Il y a déjà des techniques qui permettent de le faire avec des supercalculateurs, avec Dieu Nvidia, Météo France, ils ont une vie, dire un pagaille

01:50:14Je suis très sceptique

01:50:20Par contre, il y a un domaine où là, peut-être qu'on pourrait faire des choses dans le quantique, c'est plutôt les simulations climatiques

01:50:26C'est différent, le climat, la météo, on sait que c'est pas pareil, mais la météo, c'est plein de données de capteurs dans tous les sens, des images

01:50:32Satellites et tu veux voir où est-ce qu'il y a des nuages, où est-ce qu'il va pleuvoir, et la température partout, et puis le climat, c'est un peu différent, c'est des puces macros, c'est des tendances dans le temps, mais macro, et là, on est peut-être plus dans le régime du calcul quantique

01:50:44Donc, il faut faire la distinction entre les deux questions

01:50:49Vous citez les startups comme acteur le plus impliqué, y a-t-il le moindre intérêt des grands, peut-être pas aller également grand groupe informatique, en fait, donc y a-t-il le moindre intérêt des grands groupes électroniques et informatiques qui n'y croient pas? moyen terme ou sont-ils plus discrets? Ça dépend

01:51:07Si on prend le système, non, mais si on prend les Américains, ceux qui sont investis dans le calcul quantique, c'est les gens du cloud en fait

01:51:14C'est Microsoft, Amazon, c'est les deux leaders du cloud, IBM, qui est encore un acteur de l'IT important, Intel, qui aimerait bien refaire le coup des microprocesseurs en disant "tiens, je vais faire un nouveau marché de volume"

01:51:27Bon, ils ont raté les smartphones, il y a, j'en ai oublié là-dedans, bah, c'est les cas des gars, famille en fait, parce que Apple et Facebook potentiellement des utilisateurs, mais ils vont pas concevoir ma

01:51:39Connaissance d'ordinateur quantique, déjà Apple, voiture, Facebook, le métavers, donc s'ils sont occupés, quoi

01:51:45Donc c'est un autre sujet, quoi, tu vois

01:51:51Ils ont des outils, ils ont des gens qui font de la veille chez eux, chez Facebook, quelqu'un que la stratégie qui regarde, mais pas pour créer une offre, ni une offre en cloud

01:51:57Après, en France, nous avons Atos, qui c'est une petite boîte comparée au GAFA, mais eux, bah, ils font plusieurs choses, ils font du logiciel, des outils de développement, ils ont créé une machine d'émulation, mais qui sert à piloter l'ordinateur quantique, et ils font aussi la cybersécurité

01:52:08Par ailleurs, alors après ce que va nous dire à tous là, le mécano industriel français, je sais pas, il y a Thalès aussi en France qui est très actif dans un autre registre, la sécurité

01:52:20Ouais, alors tu as des citoyens, trois registres, ils sont dans la cybersécurité, ils sont dans les capteurs quantiques, on ne va pas parler parce qu'on n'a pas le temps, mais c'est un sujet à part entière, et ils sont aussi des utilisateurs de calculs

01:52:31Il y a une équipe chez eux qui fait du calcul quantique pour l'instant à une échelle rudimentaire, mais il y a des gens très pointus en calculs mathématiques et on teste des algorithmes

01:52:43quantique pour voir ce que ça donne, et il publie des papiers scientifiques, notamment chez Frédéric Barbaresco, qui fait ça, des spécialistes chez eux

01:52:50Donc, Thalès, oui, Air Liquide est impliqué dans la cryogénie qui alimente les ordinateurs

01:52:55Quand ils ont acheté une boîte qui s'appelle Crio Concept, qui est dans ce marché-là, dans les EDF est très actif, c'est EDF qui a la plus grosse équipe d'algorithmes du secteur privé, enfin privé public, mais des industriels, c'est le plus gros

01:53:10Total est impliqué aussi, Total une énergie, ça fait quatre ans qu'ils ont une équipe qui est pilotée par Marco Rancy qui fait

01:53:15Des algorithmes qui testent des choses là-dedans, en Allemagne, il y a, etc

01:53:20Donc oui, non, il y a quand même pas mal de gens

01:53:25MBDA, Airbus, sont impliqués aussi

01:53:30Donc eux, ils font la mécanique des fluides, ils essaient des processus, ils n'ont pas déployé de solution, mais ils expérimentent parce que c'est maintenant qu'il faut commencer à s'accoutumer

01:53:33On n'apprend pas ça du jour au lendemain, disons

01:53:37Bien sûr, c'est compliqué en formation, donc elle a la latence en termes de montée en compétences

01:53:40Donc par exemple, même si moi je ne suis pas super optimiste sur l'arrivée d'ordinateur quantique programmable vraiment

01:53:47Utilisables, les ordinateurs analogiques, eux, ils sont très proches du cas d'usage, d'ailleurs, c'est ceux qui sont les plus testés en France aujourd'hui, d'accord

01:54:01Alors, il y avait une dernière question, dites, science-fiction, de SP95 atmosphérique, est-il pertinent d'imaginer dans un futur plus ou moins proche d'utiliser de telles infrastructures directement dans l'espace, dans un satellite? Oui, non, mais on pourrait se poser la question, est-ce que le vide dans l'espace est meilleur, non, et la température, non, il faut savoir, dans l'espace, la température c'est 2,7 Kelvin dans l'espace intersidéral

01:54:14entre deux étoiles bien froid, mais c'est chaud, mais c'est chaud, on veut être à 150

01:54:27Donc le froid de l'espace est trop chaud pour l'ordinateur, quand il est, en tout cas, pour les quantiques, pour le supraconducteur

01:54:402,7 Kelvin, c'est bien

01:54:46Pour les photons, pourquoi pas? Est-ce que c'est bien pour le vide? Non, parce que le vide de l'espace, c'est pas assez bon par rapport au vide des atomes qu'on veut contrôler là, dans les systèmes de Pascal

01:54:53Est-ce que on aurait moins de décohérences, qui est le phénomène qui génère le bruit, enfin, c'est un des phénomènes quantiques qui génère le bruit dans les cubiques qui fait Qu'ils ont des taux d'erreurs, il y a des expériences qui ont été faites plutôt sur les capteurs, mais on ne pense pas que, en mettant un satellite, il y aurait moins de bruit, quoi, parce que tu auras toute la matière autour, tu as les rayons du soleil et on cosmique, rien cosmique

01:55:12Il faut savoir, il y a des expériences qui ont été faites, il y a, il y a deux ans, il y a des gens qui ont testé l'impact des rayons cosmiques qui viennent du soleil sur les qubits, sont pas conducteurs, et ils ont vu que ça générait des erreurs, et ils ont testé ça en mettant sous la montagne, en islalpes, ils ont vu que dans les Alpes, il y avait moins d'erreurs, bon

01:55:31Alors, heureusement, c'est, c'est un taux d'erreur qui, qui est marginal par rapport aux erreurs naturelles qu'on obtient indépendamment des rayons cosmiques

01:55:43Tu vas dans l'espace où tu as beaucoup de rayons, par l'atmosphère, l'environnement, en fait, est très hostile

01:55:47Je te parle pas, c'est un environnement qui, en fait, hostile

01:55:50Alors après, tu as des communications, mais comment on voit pas beaucoup de données, forcément, c'est pas trop grave

01:55:54Bon, c'est pas, c'est la réponse est non, mais documenter SP95, vous avez la réponse

01:56:02C'était la dernière question, je crois que on va même arrêter là parce qu'on doit pas

01:56:10être très très loin de 20h30, non 20h30, donc un grand merci Olivier, c'était passionnant, même pour aller au chien

01:56:18Je m'associe avec la personne qui était, lui aussi, je suis relativement loin, je lis ton blog et lisez son blog et lisez son bouquin, il y a plein d'informations en plus gratuites, de qualité, il faut vraiment suivre ce que Facebook sur le sujet

01:56:23Et puis donc un grand merci et c'est grâce à tous les gens que je rencontre tous les jours, les startupers, les chercheurs, les chercheuses qui je travaille et vous pouvez revoir la vidéo de cet entretien dès ce soir, c'est disponible, ça sera séquencé, vous

01:56:45Vous pouvez voir et revoir l'intervention d'Olivier sur l'ordinateur quantique, et bien, merci à tous et à toutes de votre fidélité, et à très bientôt pour un prochain mardi, au revoir, à bientôt sur les ondes.