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Les industriels s'en emparent

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L’ordinateur quantique commence à intéresser l’industrie. Si les initiatives émergent, son coût va devoir diminuer pour lui permettre de vraiment se développer.

Les industriels s'en emparent
Aéronautique : La conception accélérée

Plus de 150. C’est le nombre de cas d’utilisations industrielles de l’ordinateur quantique répertoriés par le cabinet de conseil Accenture. Certes, la ­terminologie « quantique » englobe différents types d’approches informatiques mettant plus ou moins en œuvre les lois de la mécanique quantique. Mais le constat est clair : à petits pas, l’ordinateur quantique passe du monde de la recherche à celui de l’industrie. « Nous nous intéressons à l’informatique quantique depuis longtemps, mais c’est seulement depuis 2017 que nous nous sommes impliqués davantage dans cette technologie, assure Marc Carrel-Billiard, directeur exécutif de la R & D chez Accenture. Nous attendions le point d’inflexion. »

Un coût encore prohibitif

Recherche médicamenteuse, détection de fraudes, logistique, calcul aérodynamique, optimisation financière, agriculture de précision, optimisation des réseaux énergétiques, maintenance prédictive… Le champ des possibles se dévoile peu à peu. À ce jour, l’automobile, l’aéronautique et l’industrie pharmaceutique font figure de pionniers, tirés par une poignée d’industriels. « Cette capacité d’optimiser extrêmement rapidement permet à l’ordinateur quantique de se positionner en alternative au high performance computing (HPC) [le calcul à haute performance, ndlr] », analyse Jean-François Bobier, directeur au Boston Consulting Group, rattaché au pôle conseil en innovation technologique et digitale. Problème ? Sans même parler des performances encore insuffisantes aujourd’hui, l’ordinateur quantique coûte de 1 000 à 10 000 fois plus qu’un ordinateur classique pour une requête donnée, selon Accenture. « Les ordinateurs quantiques seront un complément aux ordinateurs classiques, précise Marc Carrel-Billiard. On pourra y avoir recours à un moment donné, pour un besoin ponctuel d’une énorme puissance de calcul. » Pour peu que son coût se réduise, l’ordinateur quantique pourrait bientôt devenir un facteur différenciant pour les industriels. 

Aéronautique : La conception accélérée

C’est ce que l’on appelle un signal faible. Fin 2015, le groupe Airbus a mis en place une petite équipe spécialisée dans l’ordinateur quantique sur le site de Newport de sa division Defence and Space, au Pays de Galles. Objectifs affichés : étudier toutes les technologies liées au quantique, allant de la communication à la cryptographie, en passant par le calcul et la cybersécurité. Et surtout par la simulation numérique. « En raison de leur capacité de calcul colossale, ces ordinateurs seraient capables de simuler l’interaction de chaque particule d’air avec la surface d’une aile d’avion ou d’un avion complet, ce qui rendrait la conception d’avions, de satellites et d’autres véhicules plus rapides et plus efficaces », peut-on lire dans le magazine interne du groupe. Comme pour l’automobile, la conception des appareils via des outils de simulation à la puissance décuplée par l’ordinateur quantique représente l’une des applications phares. Dans leur volonté de réduire les cycles de développement pour gagner des parts de marché (il faut environ cinq ans pour développer un avion), les avionneurs pourraient voir dans l’ordinateur quantique un outil décisif. Airbus mentionne également la recherche de nouveaux matériaux, par exemple des métaux transparents pouvant être utilisés pour les cabines d’avion. Enthousiaste, l’avionneur reste tout de même prudent et précise que les ordinateurs quantiques ne seraient de toute façon pas disponibles avant dix ou vingt ans. Airbus a établi un plan de route. Il consiste à implémenter l’ordinateur quantique, que le groupe ne compte pas développer lui-même, d’abord dans la branche Defence and Space, puis au sein des autres activités. L’avionneur compte notamment s’appuyer sur Q20:20, un projet d’ordinateur quantique de 20 qubits développé au sein de l’université d’Oxford (Royaume-Uni). Autre acteur de l’aéronautique à s’être positionné, Lockheed Martin, qui, comme Volkswagen, collabore avec D-Wave, depuis 2010, notamment pour utiliser l’ordinateur quantique dans la vérification des logiciels complexes tels que les systèmes de contrôle de vol. 

Santé : Des molécules plus efficaces

Le trio promet de révolutionner l’approche pharmaceutique actuelle. L’entreprise américaine Biogen, le cabinet de conseil Accenture et la société de logiciels canadienne 1QBit se sont associés en juin et comptent mener des expérimentations pour prouver l’efficacité de l’ordinateur quantique dans le traitement de maladies telles que la sclérose en plaques, Alzheimer et Parkinson. La simulation numérique pour le développement de nouvelles molécules pourrait entrer dans une nouvelle ère. « Cette technologie devrait grandement améliorer les capacités actuelles de criblage virtuel de nouvelles molécules capables d’atteindre leurs cibles », décrypte Govinda Bhisetti, directeur de la chimie computationnelle chez Biogen. Explications : le temps de la fastidieuse recherche des combinaisons de molécules les plus efficaces parmi des millions pourrait être drastiquement réduit. L’ordinateur quantique pourrait aussi améliorer la compréhension des réactions de liaisons et de ruptures dans la synthèse de nouvelles molécules capables de s’attaquer à des cibles pour lesquelles il n’y a pas encore de médicaments. « Aujourd’hui, les ordinateurs classiques tournent pendant des jours, voire des mois, avec des modèles en deux dimensions, souligne Marc Carrel-Billiard, le directeur exécutif de la R & D d’Accenture. Avec Biogen, nous avons développé des algorithmes fondés sur la théorie des graphes permettant des comparaisons en trois dimensions, avec davantage de variables. » En mettant en œuvre l’ordinateur quantique de D-Wave, Biogen et Accenture anticipent une réduction du temps de calcul de plusieurs semaines à quelques secondes d’ici trois à cinq ans. En outre, le design optimal devrait réduire le taux d’échec clinique. « Notre objectif est de découvrir plus rapidement de nouvelles molécules efficaces et avec des effets secondaires minimes pour traiter les troubles du système nerveux central », résume Govinda Bhisetti. Pour le moment, seule une autre société, Amgen, s’est intéressée à l’ordinateur quantique pour la simulation de molécules, d’après Morgan Stanley. 

 

Automobile : Le trafic routier mieux géré

En annonçant au printemps 2017 sa collaboration avec D-Wave, le constructeur allemand Volkswagen s’est positionné en première ligne dans la mise en œuvre de l’ordinateur quantique au service de l’automobile. Premier projet issu de ce rapprochement, l’optimisation du trafic routier des quelque 10 000 taxis qui circulent à Pékin, en Chine, afin de réduire les problèmes récurrents de congestion automobile. Une ville où roulent plus de 5 millions de véhicules. « Les spécialistes des données et de l’intelligence artificielle de Volkswagen ont programmé un algorithme pour optimiser le temps de déplacement de tous les taxis publics de la ville, précise-t-on chez le constructeur. Le principe de calcul d’un ordinateur quantique est particulièrement bien adapté à ce projet car il résout les problèmes d’optimisation. » Trajectoires idéales, vitesses optimums, le projet prévoit de calculer en temps réel le meilleur trajet pour chacun des taxis. Avec l’ordinateur quantique, Volkswagen cherche notamment à rester dans la course face à des groupes issus du numérique tels que Google et Apple, qui bousculent le secteur automobile, en particulier dans le domaine de la mobilité urbaine et des voitures autonomes. La multiplication des voitures connectées et autonomes dans un trafic de plus en plus dense incitera-t-elle à mettre en œuvre l’ordinateur quantique à plus grande échelle ? La puissance de cet outil pourrait également séduire constructeurs et équipementiers pour le développement même des véhicules. « Aujourd’hui, il faut environ sept heures pour simuler un crash automobile avec un système HPC, explique Jean-François Bobier, directeur au Boston Consulting Group. Cette durée pose des difficultés aux constructeurs, à la fois pour construire un modèle robuste de simulation et pour réaliser plusieurs itérations pendant les boucles de conception. » Si cette durée de boucle pouvait diminuer de manière significative grâce à l’optimisation quantique, les constructeurs pourraient utiliser les résultats plus tôt et procéder à davantage d’itérations. À la clé : une meilleure optimisation de la masse des véhicules et donc une réduction des émissions polluantes. 

 

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