L’INFORMATIQUE QUANTIQUE EST réel. Mais difficile. Tellement dur que seuls quelques développeurs, généralement formés en physique quantique, en mathématiques avancées, et plus probablement les deux, peuvent effectivement travailler avec les quelques ordinateurs quantiques qui existent. Maintenant, D-Wave, la compagnie canadienne derrière l’ordinateur quantique que Google et la NASA ont testé depuis 2013, veut faire de l’informatique quantique un peu plus facile grâce à la puissance des logiciels open source.

Les ordinateurs traditionnels stockent des informations dans des « bits », qui peuvent représenter soit un « 1 » ou un « 0 ». Quantum Computing exploite des particules quantiques dans un état appelé « superposition », ce qui signifie que la particule tourne dans deux directions à la fois. Les chercheurs ont appris à tirer parti de ces particules pour créer ce qu’ils appellent « qubits », ce qui peut représenter à la fois un 1 et un 0 en même temps. En enfilant les qubits ensemble, des entreprises comme D-Wave espèrent créer des ordinateurs qui iront exponentiellement plus vite que les machines d’aujourd’hui.

IBM a montré un ordinateur quantique en 2000 et continue à améliorer sa technologie. Google travaille sur son propre ordinateur quantique et a également fait équipe avec la NASA pour tester le système de D-Wave en 2013. Lockheed Martin et le Laboratoire national de Los Alamos ont également travaillé avec des machines D-Wave. Mais les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui ne sont toujours pas pratiques pour la plupart des applications du monde réel. Qubits sont fragiles et peuvent être facilement déplacées de leur état de superposition. Pendant ce temps, les ordinateurs quantiques sont extrêmement difficiles à programmer aujourd’hui car ils exigent des connaissances très spécialisées.

« D-Wave est le moteur du matériel d’avant », a dit le président de D-Wave International Bo Ewald. « Mais nous avons besoin de gens plus intelligents pour penser à des applications et à des outils logiciels. »

Voilà où le nouvel outil logiciel de la société Qbsolv arrive. Qbsolv est conçu pour aider la programmation des machines pour des développeurs D-Wave sans avoir besoin d’une formation en physique quantique. Quelques-uns des partenaires de D-Wave utilisent déjà l’outil, mais aujourd’hui, la société a publié Qbsolv en open source, ce qui signifie tout le monde sera en mesure de partager librement et de modifier le logiciel.

« Pas tout le monde dans la communauté informatique réalise l’impact potentiel de l’informatique quantique », explique Fred Glover, un mathématicien à l’Université du Colorado, Boulder qui a travaillé avec Qbsolv. « Qbsolv propose un outil qui peut rendre un impact graphique visible, avec des chercheurs et des praticiens impliqués dans la cartographie des orientations futures de l’évolution quantique de l’informatique. »

Qubits pour tous

Qbsolv se joint à une petite mais croissante collection d’outils pour les futurs programmeurs d’informatique quantique. L’ année dernière, Scott Pakin du Los Alamos National Laboratory et l’un des premiers utilisateurs open-source ont proposé un autre outil gratuit de Qbsolv appelé Qmasm, qui facilite également la charge de l’écriture de code pour les machines D-Wave en libérant les développeurs d’avoir à se soucier de traiter le matériel sous-jacent. Le but, Ewald dit, est de relancer un calcul quantique des outils logiciels de l’écosystème et de favoriser une communauté de développeurs travaillant sur des problèmes de calcul quantique. Au cours des dernières années, le logiciel open source a été la meilleure façon de bâtir des collectivités de développeurs indépendants et de grands contributeurs de l’entreprise.

Bien sûr, pour réellement exécuter le logiciel que vous créez avec ces outils, vous aurez besoin d’un accès à l’une des très rares machines D-Wave existantes. En attendant, vous pouvez télécharger un simulateur D-Wave qui vous permettra de tester le logiciel sur votre propre ordinateur. Il est évident que ce ne sera pas la même chose que de travailler avec du matériel qui utilise des particules quantiques réelles, mais c’est un début.

L’ an dernier, IBM a lancé un service cloud qui permet aux gens de gérer leurs propres programmes sur l’ordinateur quantique de l’entreprise. Pour le moment, Qbsolv et Qmasm ne seront utiles que pour créer des applications pour le matériel de D-Wave. Les machines de D-Wave adoptent une approche radicalement différente de l’informatique que les ordinateurs traditionnels, ou même d’autres prototypes de calcul quantique. Alors que la plupart des ordinateurs vont de votre smartphone à l’ordinateur quantique, le produit d’IBM à usage général, sera programmé pour résoudre toutes sortes de problèmes, les machines de D-Wave sont conçues pour un seul but: résoudre des problèmes d’optimisation. L’exemple classique est connu comme le problème du « voyageur de commerce » : le calcul de la route la plus courte qui passe à travers une liste d’emplacements spécifiques.

Dans les premiers jours, les critiques se demandaient si les machines coûteuses de D-Wave étaient même des ordinateurs quantiques, mais la plupart des chercheurs semblent maintenant convenir que les machines font preuve d’un comportement quantique. « Il y a très peu de doutes laissés qu’il y a des effets de la quantique au travail et qu’ils jouent un rôle de calcul significatif, » dit le chercheur de la Southern California University, Daniel Lidar, en 2015. Google et la NASA ont publié un document de recherche détaillant certains de leurs travaux avec le D-Wave. La grande question est maintenant de savoir si les D-Waves sont en réalité plus rapides que les ordinateurs traditionnels, et si leur approche unique est meilleure que celle prise par IBM et d’autres chercheurs.

Pakin et son équipe sont confiants dans le potentiel de D-Wave, même s’ils admettent que leurs systèmes pourraient ne pas encore offrir des améliorations de performance, sauf dans des cas très précis. Il explique aussi que les ordinateurs de D-Wave ne fournissent pas nécessairement les réponses les plus efficaces à un problème d’optimisation. Au lieu de cela, l’idée est de fournir des solutions qui sont probablement bonne, sinon des solutions parfaites, et de le faire très rapidement. Cela réduit l’utilité des machines D-Wave à l’optimisation des problèmes qui doivent être résolus rapidement, mais qui ne nécessitent pas d’être parfait. Cela pourrait inclure de nombreuses applications de l’intelligence artificielle.

Idéalement, cependant, le matériel et les logiciels s’amélioreront au point que d’autres types de problèmes informatiques pourront se traduire en problèmes d’optimisation, et Qbsolv et Qmasm sont des étapes vers la construction de cela. Mais pour y arriver, ils ont besoin de plus qu’un simple logiciel open source. Ils auront besoin d’une communauté open source.

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