Et si l’on regardait le fameux « avantage quantique », promis par les calculateurs quantiques, sous l’angle énergétique plutôt que computationnel ? C’est une voie, originale dans ce secteur émergent, que va explorer le projet « Optimisation énergétique de circuits quantiques » (OECQ), dévoilé ce mercredi 10 juillet 2024. Quatre protagonistes y participent : le CNRS, EDF ainsi que les deux deeptechs Alice&Bob et Quandela, qui élaborent des calculateurs quantiques.
Long de quatre ans, le projet bénéficiera d’un financement de 6,1 millions d’euros, compte tenu de la subvention publique de 4,5 millions d’euros accordée par Bpifrance. Objectif : mesurer et optimiser l’efficacité énergétique d’un ordinateur quantique, technologies habilitantes incluses (cryogénie, électronique de contrôle, etc), et la comparer avec celle d’un supercalculateur conventionnel, pour la résolution d’un même problème industriel.
Les cas d’usage seront apportés par EDF et concerneront des problèmes d’optimisation, de simulation physique et de science des matériaux. L’énergéticien évaluera l’énergie requise par leur traitement sur un supercalculateur.
Une émanation de la Quantum Energy Initiative
Les deux deeptechs, quant à elles, estimeront le budget énergétique requis par un algorithme quantique dédié aux mêmes applications. Elles viseront ensuite à minimiser la consommation énergétique de leurs calculateurs quantiques en s’appuyant sur les connaissances acquises.
Quid de la méthodologie ? C’est la Quantum Energy Team (QET), issue du CNRS, qui s’en occupera. Répartie entre Singapour (laboratoire Majulab) et Grenoble (laboratoire de physique et modélisation des milieux condensés, LPMMC), elle est dirigée par Alexia Auffèves, directrice de recherche CNRS, et Robert S. Whitney, chargé de recherche au LPMCC.
Ces deux scientifiques étaient déjà à l’origine de la Quantum Energy Initiative (QEI), créée en 2022, en compagnie d’Olivier Ezratty, consultant et de Janine Splettstoesser, professeur à l’université Chalmers (Suède). Le projet OECQ est une « émanation directe » de la QEI, selon Alexia Auffèves.
Du microscopique au macroscopique
« C’est le premier projet vraiment transverse et intégralement dédié au volet énergétique du quantique, avec une démarche cohérente et construite du début à la fin, précise-t-elle. Nous, chercheurs, pourrons avoir accès aux coûts énergétiques à un niveau fondamental - les primitives de calcul - et étudier leur impact sur la consommation énergétique macroscopique. »
Outre l’aspect théorique, l’une des motivations profondes du projet OECQ est de porter dès maintenant l’attention sur l’empreinte environnementale des futurs ordinateurs quantiques. Avec l’espoir que l’optimisation de l’efficacité énergétique serve de boussole, guidant les premières phases de conception entre performances et consommation énergétique.
Ce critère était un impensé à la naissance de l’informatique classique, voilà plus d’un demi-siècle. Il s’agit de ne pas répéter la même erreur, à un moment où la raréfaction des ressources énergétiques et l’emballement du climat deviennent tangibles.
