Total et EDF se lancent dans le quantique

Total : une équipe spécialement dédiée

Inventer de nouvelles batteries électriques, des matériaux, optimiser le pilotage des installations de raffinage... Les applications du quantique ne manquent pas pour Total. La direction de la R & D de l’énergéticien a lancé un programme de recherche dédié. « Nous mettons en place cette année une équipe projet à part entière, expose Henri Calandra, expert en méthodes numériques et en calcul intensif et conseiller scientifique du projet. Le recrutement du chef de projet est en cours et nous aurons, avec des doctorants et un post-doctorant, une demi-douzaine de personnes dans l’équipe. »

Avec Mark Asch, conseiller scientifique et professeur à l’université de Picardie, Henri Calandra travaille depuis un peu plus d’un an sur le sujet. L’enjeu, face à l’accélération des progrès, était de déterminer quels types de problèmes pourraient être traités et à quelle échéance. « Nous avons deux thématiques que nous pensons pouvoir aborder d’ici trois à cinq ans avec les technologies bruitées dites Nisq. La première concerne la chimie quantique, soit le calcul des niveaux d’énergie des molécules et de leurs interactions. Avec des applications dans le raffinage et la chimie des batteries. » Les problèmes d’optimisation et le couplage au machine learning constituent le deuxième thème, avec des applications dans la gestion des réseaux de distribution d’énergie par exemple.

« Sur ces sujets de moyen terme, nous voulons travailler sur des applications industrielles, en testant sur des problèmes simplifiés comment utiliser des algorithmes quantiques et ce qu’ils peuvent apporter. » En parallèle, l’équipe explorera des sujets à plus long terme : « comment utiliser un véritable ordinateur quantique, dans toute sa complexité, pour la simulation et la modélisation, notamment en sismique. » Enfin, des travaux transverses entre l’algorithmie et le hardware seront menés. « Notre but est de travailler en co-design avec les constructeurs de machines. »

EDF : en phase d’affinage

« La machine quantique universelle n’est sans doute pas pour demain, mais nous sommes très intéressés par l’exploration de la programmation quantique, qui marque une vraie rupture. Nous voulons faire monter en compétence nos chercheurs sur le sujet et évaluer le potentiel de ces technologies. » Responsable de la recherche sur les technologies numériques au sein d’EDF R & D et DSI de l’entité, Stéphane Tanguy pilote depuis la fin 2018 un projet dédié, « certes modeste, mais bien réel ».

Après environ deux ans d’exploration et d’évaluation de l’état de l’art et des acteurs, « une petite dizaine de chercheurs, pas forcément à temps plein, affinent aujourd’hui les questions d’algorithmie et élaborent des sujets de doctorat. L’expérimentation sur des machines viendra ensuite. » Les sujets visés sont en premier lieu les problèmes d’optimisation. EDF participe au projet européen Pasquans, qui vise à développer une machine quantique de type adiabatique, une technologie adaptée à l’optimisation. «

Nous voulons évaluer ce que cela peut nous apporter en matière de gestion de l’énergie et de production. Car l’émergence des systèmes électriques décentralisés challenge les modèles de simulation existants. » L’usage du quantique pour des algorithmes de deep learning (clustering) est aussi au programme, tout comme la cryptographie, « ne serait-ce que par devoir d’éclairage vis-à-vis du groupe, pour évaluer les vulnérabilités et identifier les cryptages post-quantiques, qui résisteraient aux machines quantiques. »

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