L’informatique quantique attire et intéresse de plus en plus d’entreprises dans le monde et la communauté scientifique internationale. Sa principale promesse est de réduire significativement le temps de calcul grâce aux phénomènes physiques de la superposition des états et de l’intrication quantique. Cela permettrait notamment de résoudre plus rapidement des problèmes dont la complexité (nombre d’opérations) croît exponentiellement avec leur taille. En effet, un ordinateur quantique à 𝑛 qubits (un qubit est un bit quantique qui est l’unité élémentaire pouvant porter une information quantique) serait 2𝑛 fois plus rapide qu’un ordinateur conventionnel à 𝑛 bits. Donc, il serait capable de traiter un nombre de cas beaucoup plus important.
Par exemple, le meilleur algorithme qui trouve l’itinéraire minimisant la distance totale parcourue pour visiter les 319 lieux inscrits au patrimoine mondial en France nécessite environ 6∗10661 opérations sur un ordinateur conventionnel, rendant impossible l’obtention de la solution optimale en un temps raisonnable. Un algorithme quantique nécessiterait beaucoup moins d’opérations grâce au parallélisme quantique (superpositions des états) où plusieurs calculs se feraient en même temps permettant un temps de calcul raisonnable. En l’occurrence, cet algorithme n’a pas encore été découvert.
Un autre exemple illustre l’autre problématique à laquelle l’informatique quantique est confrontée. Il existe un algorithme capable de résoudre facilement un problème crucial en cryptographie sur un ordinateur quantique. Une clé de 600 chiffres qui sert à sécuriser des échanges sur Internet par le chiffrement RSA pourrait être « cassée » en quelques heures par l’algorithme quantique de Shor, s’il existait un ordinateur quantique à plusieurs millions de qubits. Un tel ordinateur n’a pas encore été construit, mais les autorités responsables de la sécurité de l’information se préoccupent déjà de cette menace.
On l’aura compris, la technologie quantique doit encore relever de nombreux défis aussi bien mathématiques que physiques.
En France, les grands groupes (La Poste, Total, Thales, Airbus et autres) lancent une stratégie, une roadmap ou encore un plan d’innovation quantique afin de bénéficier d’un avantage stratégique et de se protéger d’une future puissance de calcul qui pourrait être utilisée avec l’intention de nuire.
EURODECISION s’intéresse à cet axe d’innovation dans le cadre d’un projet avec un client de longue date, la Banque de France. Nous l’aidons à faire évoluer un moteur de règlement des transactions transfrontalières et à innover sur la façon de résoudre des problèmes d’optimisation issus de cette application financière. De ce fait, nous étudions un potentiel gain des calculs quantiques dans la résolution du problème de règlement des transactions par rapport aux algorithmes classiques.
La conférence « 21th EU/ME meeting x Quantum School Emerging optimization methods: from metaheuristics to quantum approaches », qui s’est déroulée à Troyes du 17 au 21 avril 2023, nous a permis de nous tenir informés de l’état de l’art en physique et informatique quantiques grâce aux acteurs des différents domaines afférents à cette technologie innovante. Ce fut l’occasion de tester les approches quantiques de résolution des problèmes d’optimisation sur les différentes plateformes d’IBM, de PASQAL, de D-Wave, et d’Atos/Eviden, ainsi que de faire une visite guidée par son directeur, Christophe Couteau, du laboratoire de recherche L2N de Troyes, qui travaille notamment sur les nanotechnologies indispensables à la fabrication d’ordinateurs quantiques.
Pour en savoir plus, découvrez notre panorama des technologies de l’informatique quantique pour les problèmes d’optimisation