L’informatique quantique devrait révolutionner de nombreux domaines techniques et secteurs d’activité. De l’optimisation logistique ou budgétaire, à la simulation pour la recherche, l’ingénierie ou l’industrie, en passant par la cryptographie où l’urgence est toute autre. La plupart des experts estiment en effet la durée de vie des algorithmes de chiffrement actuels à dix ans maximum face à une cybercriminalité équipée des futurs calculateurs.
Doté d’un budget de 4 millions d’euros sur trois ans, le projet BACQ regroupe Thales, Eviden, le CEA, le CNRS, Teratec et le LNE. Avec le soutien de MetriQs-France, le projet a pour objectif d’établir des benchmarks pour l’évaluation des performances de calculateurs quantiques sous l’angle d’applications concrètes. Le projet considérera à la fois les performances calculatoires et l’efficacité énergétique et l’évaluation sera fondée sur l’agrégation et l’analyse explicite d’un ensemble de critères techniques. Concrètement, elle permettra de comparer entre eux différents calculateurs pour la résolution de classes de problèmes couvrant de nombreux domaines d’application : optimisation, résolution de systèmes linéaires, simulation de physique, factorisation. Il s’agit de pouvoir mettre en évidence les atouts de chacune des technologies de calcul quantique pour une application donnée. L’établissement de telles références de mesure objectives, fiables et partagées est une des clés de l’essor des technologiques quantiques.
Un consortium réunissant les meilleures expertises hexagonales
Thales est le coordinateur du projet BACQ et participera au développement de critères de référence liés à la résolution de systèmes linéaires et à l’optimisation, avec un accent particulier sur le bruit et les erreurs, sur les machines NISQ et FTQC. En outre, Thales participera à l’agrégation des critères développés dans le cadre du projet en se basant sur l’outil de décision multicritère MYRIAD développé pour capturer les préférences du consensus et fournir une évaluation globale explicite. Eviden participera au développement de critères techniques de référence liés à l’optimisation en adaptant le QScore/MAXCUT existant à une grande variété de machines quantiques. Elle contribuera également au développement d’un nouveau QScore/Many-body basé sur la simulation de la physique quantique. Le CEA contribuera avec trois équipes. Deux d’entre elles travailleront sur les critères de référence liés aux simulations de problèmes de physique quantique à plusieurs corps avec des machines analogiques et à portes (par exemple, la précision de la préparation, de l’évolution et de la mesure d’états intriqués testés par rapport à des solutions analytiques). La troisième équipe sera impliquée dans l’évaluation de machines analogiques et à base de portes sur plusieurs classes de problèmes d’optimisation (des problèmes faciles à épars aux problèmes difficiles et denses), de systèmes linéaires (à différentes tailles) et de factorisations d’entiers (avec une complexité croissante). Le CNRS définira, testera et promouvra l’efficacité énergétique des machines quantiques simples à base de portes, en se concentrant sur le niveau algorithmique agnostique du matériel. La contribution comprend le développement d’un module de simulation et son utilisation pour optimiser l’efficacité énergétique. La promotion et l’acceptation du benchmark bénéficieront directement de la forte implication de l’équipe du CNRS, qui dirige le nouveau groupe de travail de l’IEEE sur l’énergie quantique, afin de proposer une norme sur l’efficacité énergétique de l’informatique quantique. Teratec participera à l’établissement des relations avec l’écosystème pour promouvoir le projet : consultations avec les acteurs industriels, les utilisateurs finaux et les fournisseurs de technologie, dialogue et coopération en Europe et à l’international, avec par exemple des initiatives de benchmarking similaires. Le LNE est le coordinateur de MetriQs-France. L’établissement public participera au BACQ pour développer les relations avec les parties prenantes, pour la promotion et l’exploitation, notamment dans le domaine de la métrologie et de la normalisation, en tirant parti de la connexion avec les différentes organisations AFNOR, CEN-CENELEC, ISO/CEI. Le LNE mettra particulièrement à profit son expertise dans le développement et la mise en œuvre de méthodes de mesure de référence. De plus, par son statut de tiers de confiance, le LNE garantira l’impartialité et l’indépendance des référentiels.
