Le futur de l'informatique quantique est déjà là

Le 4 avril 2023, NVIDIA a annoncé son nouveau système pour amener l'informatique classique au niveau supérieur en utilisant l'informatique quantique. NVIDIA a lancé DGX Quantum, le premier système à coupler les GPU et l'informatique quantique. Le nouveau système Grace Hopper de NVIDIA a prouvé qu'il avait une performance 10 fois supérieure pour les applications qui traitent des téraoctets de données. Des augmentations de vitesse comme celles-ci sont extrêmement précieuses pour les chercheurs qui ont des ensembles de données et des simulations immenses. Imaginez si un projet d'un an pouvait être terminé en un peu plus d'un mois. C'est le genre d'augmentation que l'informatique quantique peut apporter dès aujourd'hui. À mesure que les avancées dans l'informatique quantique se poursuivent et que plus de centres de supercalcul utilisent la technologie, ces temps ne feront que s'améliorer. NCSA est l'un des centres de supercalcul qui s'associent à NVIDIA pour utiliser ces unités de traitement quantique (QPU) suralimentées. Une nouvelle ressource GPU spéciale sera installée dans l'installation de calcul pétaflopique nationale sur le campus de l'université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Cette nouvelle ressource sera connectée à QPU, que le Centre de science et de technologie de l'information quantique de l'Illinois (IQUIST) abritera dans son laboratoire dans le bâtiment des sciences de l'ingénierie sur le campus. Santiago Nuñez-Corrales, chercheur à NCSA, dirigera les efforts de l'organisation en matière d'informatique quantique. « NCSA a fait ses premiers pas vers une stratégie d'informatique quantique à long terme, conçue pour compléter les efforts en cours à IQUIST », a déclaré Núñez-Corrales en parlant de l'annonce de NVIDIA. « Notre objectif comprend trois activités principales : comprendre et exploiter le potentiel des dispositifs quantiques réels et simulés existants en tant que nouvelle forme de calcul avancé, rendre les technologies quantiques accessibles à un large spectre d'utilisateurs et identifier les domaines d'application où le quantique peut devenir un facteur déterminant. Les trois reposent sur notre solide histoire et expertise en matière de développement de nouvelle cyberinfrastructure, d'accélération de la production scientifique et de satisfaction des besoins des futurs utilisateurs. L'annonce récente de NVIDIA arrive donc fortuitement. » Pour beaucoup qui ne sont pas familiers avec la technologie, l'informatique quantique est un sujet difficile à définir. Contrairement aux « ordinateurs classiques », on ne peut même pas utiliser la physique traditionnelle pour expliquer comment cela fonctionne. Un ordinateur quantique est un dispositif qui exploite des aspects de la mécanique quantique, les lois qui régissent les phénomènes à l'échelle des atomes. Pour simplifier, ce que les scientifiques et les ingénieurs cherchent à résoudre, c'est la capacité à résoudre des problèmes difficiles beaucoup plus rapidement en utilisant la mécanique quantique. Les ordinateurs classiques, les ordinateurs que la plupart des gens utilisent au quotidien, représentent l'information en l'encodant en 1 et 0. La collection de tous les 1 et 0 en mémoire à un moment donné correspond à l'état de l'ordinateur, qui peut être modifié par des programmes qui y opèrent. Pensez-y comme une grande séquence de commutateurs allumés et éteints ; malgré la sophistication des microprocesseurs contemporains, les ordinateurs classiques ont fonctionné en utilisant des règles mathématiques similaires depuis leur création. La mécanique quantique bouleverse cela en élargissant notre vocabulaire de ce que peut être l'état d'un ordinateur et d'un programme. Au lieu d'un bit étant allumé ou éteint comme dans un ordinateur classique, un qubit, la version de l'informatique quantique d'un bit, peut être dans les deux états simultanément, une superposition de ces états. Tout comme le chat de Schrödinger, les bits sont théoriquement toujours une combinaison incertaine d'un 1 et d'un 0. Bien qu'il faille encore un certain temps pour créer une machine quantique tolérante aux pannes, les scientifiques et les chercheurs travaillent dur pour en faire une réalité. L'informatique quantique est l'avenir, et il est temps de se préparer pour cela dès maintenant.