L'informatique quantique pour les réalistes : découvrez l'optimisation de code

Attendez, alors... c'était quoi déjà l'informatique quantique ? « L'informatique quantique aborde les problèmes d'une manière fondamentalement différente de l'informatique classique », explique Mark Thienpont, lead expert data science chez delaware. « Au lieu de bits, son unité d'information de base est un bit quantique ou qubit. Comme vous le savez, un bit est toujours un 1 ou un 0. Mais un qubit peut représenter simultanément 1 et 0, dans ce que l'on appelle la ‘superposition’. Il existe aussi le phénomène bizarre de l'’intrication’, où les états quantiques de deux particules s'influencent mutuellement, quelle que soit la distance qui les sépare. »

Casser, simuler... et optimiser

 Si cela vous semble confus et complexe, ne vous inquiétez pas. Il n'est pas nécessaire d'avoir une spécialisation en physique pour comprendre le potentiel - et l'impact - de l'informatique quantique pour les entreprises, comme sa capacité à ‘casser’ la cryptographie actuelle, à simuler les propriétés quantiques des molécules chimiques dans le domaine pharmaceutique ou à résoudre des problèmes d'optimisation complexes.

 Mark explique : « L'optimisation quantique est quelque chose que nous voyons déjà aujourd'hui. Au cours des deux derniers mois, j'ai trouvé de multiples exemples d'entreprises de divers secteurs tirant parti de l'informatique quantique. » En voici un aperçu :

• Commerce de détail et e-commerce : La rapidité de la livraison reste essentielle pour répondre aux attentes des clients. Pourtant, confrontées à une liste toujours plus longue de variables et de conditions changeantes, de nombreuses entreprises peinent à trouver une solution optimale pour le fameux défi logistique de la ‘livraison du dernier kilomètre’ - la dernière étape, coûteuse et longue, où chaque produit est traité individuellement depuis la plateforme finale jusqu'au seuil de la porte du client. En appliquant les techniques quantiques, les responsables de la distribution obtiennent plusieurs options viables, ce qui facilite le choix de la ‘meilleure voie à suivre’ dans une situation donnée. 
• Énergies renouvelables et réseaux intelligents : L'un des principaux défis de la transition vers les sources d'énergie renouvelables est de garantir une production d'électricité fiable et stable dans des conditions météorologiques imprévisibles. L'informatique quantique permettra aux entreprises de services publics d'optimiser le réseau et d'adapter la production avec souplesse.
• R&D et développement de matériaux : Au sein d’imec, le principal centre international de recherche sur les nanotechnologies, les chercheurs utilisent les techniques de l'informatique quantique pour simuler le comportement de nouveaux matériaux (polymères, supraconducteurs, etc.) dans un environnement virtuel, plutôt que dans un laboratoire. En fait, ils utilisent la mécanique quantique pour développer des ordinateurs quantiques. 
• Fabrication et automobile : Dans les usines automobiles, l'optimisation de l'utilisation des cabines de peinture est un défi bien connu. Pour maximiser l'efficacité et minimiser les coûts, le nombre de changements entre deux couleurs doit être réduit au minimum, sans affecter l'assemblage. Bien que ce problème puisse sembler simple à première vue, il nécessiterait du matériel traditionnel de niveau quasi-superordinateur. Les techniques de calcul quantique permettent toutefois de créer un calendrier optimal pour les cabines de peinture dans un délai acceptable. 

À l'infini et au-delà

Mais il y a plus, beaucoup plus. « De la planification de la maintenance et du matériel roulant à la création du portefeuille d'investissement ultime : tout problème d'optimisation auquel vous pouvez penser, quelle que soit sa complexité, pourra éventuellement être résolu grâce à l'informatique quantique », explique Mark. « La raison ? Le fait que le concept de ‘superposition’ permet d'introduire un nombre infini de paramètres, sans ajouter de temps de calcul. Imaginez : avec l'informatique traditionnelle, le calcul de l'état d'énergie minimal d'une molécule de café nécessiterait un ordinateur de la taille de la lune, qui fonctionnerait pendant des milliards d'années. Avec l'informatique quantique, cela pourrait être fait en quelques jours. »

« L'informatique quantique est encore très largement une technologie expérimentale. La plupart des prévisions annoncent que l'informatique quantique universelle sera généralisée d'ici à la fin de 2030. Mais ne vous laissez pas berner : les entreprises qui parviendront à tirer parti de l'informatique quantique pour optimiser les chaînes d'approvisionnement, réduire les coûts de fabrication ou améliorer l'expérience client bénéficieront d'un avantage concurrentiel sans précédent. »

Explorer, expérimenter et développer une expertise

À la pointe de l'optimisation quantique se trouve une société canadienne appelée D-Wave, spécialisée dans un processus appelé ‘quantum annealing’. Mark : « En substance, cela revient à rendre un problème et toutes les variables impliquées sous forme de carte topographique. Le point le plus bas de la carte est la réponse optimale. »

Le coût des ‘vraies’ solutions d'informatique quantique comme D-Wave est souvent un problème pour les entreprises. Mais il existe une approche alternative. « Les solutions d'optimisation d'inspiration quantique, comme celles proposées par Microsoft Azure, sont très économiques. Expérimenter ces outils est un excellent moyen de commencer à développer une expertise et d'explorer les cas d'utilisation potentiels pour votre entreprise », conclut Mark.

Quel problème d'optimisation dans votre entreprise pourrait être un cas pour l'informatique quantique ? Contactez Mark et commencez à expérimenter cela rapidement.