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Podcast avec Jack Hidary, Sandbox chez Alphabet

3
Novembre
,
2021

Mon invité aujourd'hui est Jack Hidary, directeur de l'IA et de l'informatique quantique à Sandbox chez Alphabet. Jack et moi avons parlé de l'hybridation de l'informatique quantique, des couches d'abstraction dans les logiciels, de la nouvelle édition de son livre sur l'informatique quantique, et de bien d'autres choses encore.

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LA TRANSCRIPTION COMPLÈTE EST CI-DESSOUS

Yuval Boger (Classiq): Bonjour, Jack, et merci de m'avoir rejoint aujourd'hui.

Jack Hidary (Alphabet): Bonjour, Yuval, je suis ravi d'être ici.

Yuval: Qui êtes-vous et que faites-vous ?

Jack: Je m'appelle Jack Hidary, auteur de Quantum Computing et Applied Approach. Je suis actuellement directeur de l'IA et de l'informatique quantique chez Sandbox at Alphabet. Sandbox at Alphabet est une unité d'Alphabet, et nous nous concentrons sur les solutions d'entreprise à la croisée de la physique quantique et de l'IA.

Yuval: Parlons de votre livre, je crois qu'il y a une deuxième édition qui sort peu de temps après la première. Dites-moi ce qu'il y a dans le livre et pourquoi nous avons eu besoin d'une deuxième édition si rapidement ?

Jack: C'est vraiment intéressant, la première édition, la raison pour laquelle j'ai écrit le premier livre, c'est que j'enseignais, avec mes collègues, l'informatique quantique et les sujets connexes, à la fois à l'intérieur de Google et à l'extérieur. Nous formions des étudiants dans des universités, même dans des lycées, et aussi au sein de Google, où nous avons notre propre université interne. Nous n'offrons pas de diplômes, mais nous avons des cours internes de formation professionnelle. Et nous nous sommes rendu compte qu'il n'y avait pas de manuel qui répondait vraiment à nos besoins à l'époque. Bien sûr, nous connaissons tous Mike et Ike, qui est un merveilleux manuel, et nous l'utilisons encore aujourd'hui. Mais Mike et Ike, dont la dernière édition remonte à environ 18 ans, contient un travail théorique très solide, mais il était nécessaire d'avoir quelque chose de plus pratique, de plus concret, et de reconnaître qu'il existait maintenant de multiples cadres pour coder ces ordinateurs quantiques et des cadres qui étaient open source et si facilement disponibles.

De plus en plus, j'ai réalisé que ces premiers ordinateurs quantiques seraient mis en ligne sur différents nuages et que les étudiants voudraient les essayer. Je me suis donc dit que si je pouvais rédiger un manuel combinant la théorie de base et le cadre dont vous avez besoin, ainsi que des exemples de codage pratiques, comment se salir les mains et coder pour ces types de machines initiales, ou même simplement les exécuter sur un simulateur, ce serait un grand avantage à la fois pour mes étudiants et pour les milliers de personnes qui, j'en étais sûr, voulaient rejoindre ce secteur d'activité. Yuval, c'était vraiment la raison d 'être de la rédaction de ce livre, et au cours de l'année et six mois écoulés, deux ans depuis la publication de la première édition, beaucoup de choses se sont produites dans ce domaine.

Et ce qui est formidable, c'est que j'ai reçu tellement de commentaires et d'informations de la part du lectorat. De nombreux professeurs utilisent le manuel dans leurs cours pour les étudiants en doctorat, en master, et même pour les étudiants avancés en licence, s'ils dépassent leurs cours de base en physique, ils peuvent souvent se lancer dans l'informatique quantique dès leur première ou leur dernière année. Le programme est donc utilisé dans de très nombreuses grandes universités. J'ai entendu parler d'elles, j'ai entendu parler de leurs étudiants. J'ai également entendu parler de nombreuses entreprises, Yuval, qui l'utilisent comme formation d'entreprise dans leur propre cadre, et les lecteurs m'ont donc dressé une excellente liste de ce qu'il fallait ajouter à la deuxième édition. Et c'est ainsi que la deuxième édition a vu le jour.

Yuval: Et je suppose qu'il ne couvre pas seulement Cirq, n'est-ce pas ? Parle-t-il aussi de Qiskit, ou de Q#, ou d'autres frameworks ?

Jack: Oui, c'est un très, très bon point. Dès le début, dès la première édition, et maintenant aussi dans la deuxième édition, j'ai vraiment voulu que ce soit un manuel pour tout le monde. Il couvre donc toutes les plates-formes majeures, tant en termes de plates-formes physiques, n'est-ce pas ? Il existe aujourd'hui sept façons de construire un ordinateur quantique, et le livre ne se prononce pas sur la meilleure façon de procéder. Il met l'accent sur la technologie sous-jacente et donne au lecteur de nombreuses citations et bibliographies sur la manière d'approfondir les recherches, de construire ces différentes instanciations, qu'il s'agisse d'un ordinateur quantique photonique, d'un qubit supraconducteur, d'un ion piégé, il y a tellement d'idées différentes aujourd'hui sur la manière de construire un ordinateur quantique, et c'est en partie ce que nous avons vu ces deux dernières années, une floraison de diversité en termes d'entreprises apparaissant à droite et à gauche, issues des universités, toutes sortes d'activités merveilleuses sur le plan de l'instanciation matérielle.

Le livre couvre Qiskit et le SDK de Microsoft, ainsi que Cirq et Rigetti, et tous les principaux frameworks que les gens rencontreront sur le marché, avec des exemples de code dans le livre. Mais ce qui m'enthousiasme également, c'est le développement du site GitHub pour le livre, qui contient encore plus de code, tout le code du livre, mais aussi d'autres exemples. C'est là que je garde tout cela à jour, ainsi que les ensembles de problèmes s'ils sont utilisés dans le cadre d'une formation de base.

Yuval: En ce qui concerne les ordinateurs quantiques, nous disposons aujourd'hui d'un nombre limité de qubits et de capacités limitées. Mais avançons rapidement et - disons dans deux ans - lorsque les gens seront prêts pour la troisième édition de votre livre, il y aura peut-être quelque chose qui approchera plusieurs centaines de qubits ou un millier de qubits. Pensez-vous que les cadres logiciels actuels permettent vraiment aux gens d'écrire du code pour une machine de mille qubits ?

Jack: Je pense que les cadres logiciels sont très flexibles et anticipent la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques. Je pense que ce dont nous aurons besoin, c'est d'une plus grande abstraction que celle que l'on trouve dans l'informatique classique. Si nous revenons à l'informatique classique des années 50 et 60, qui était une époque où il fallait vraiment savoir pour quelle implémentation matérielle on écrivait, puis au cours des 20 années qui ont suivi, l'industrie s'est vraiment orientée vers l'abstraction. Au cours des 20 années qui ont suivi, l'industrie s'est vraiment orientée vers l'abstraction, au point que l'on pouvait écrire du code et l'exécuter sur une large gamme de matériel, d'implémentations et de puces. Nous y sommes donc parvenus dans le monde classique où, aujourd'hui, je pourrais évidemment écrire du code Python ou du code Java et l'exécuter sur toute une série de puces, mais dans le cœur, dans le monde quantique à l'heure actuelle, nous devons encore savoir dans une certaine mesure pour quelle implémentation matérielle nous écrivons et sur laquelle elle s'exécutera.

Il y a encore des particularités dont nous devons être conscients. Je pense qu'au cours des cinq ou dix prochaines années, nous ferons de grands progrès vers l'abstraction, comme nous l'avons fait dans le monde classique, et je pense que les individus auront la possibilité d'en savoir moins, d'en savoir moins sur le matériel pour lequel ils écrivent, et sur lequel il fonctionne. La plupart des codeurs d'aujourd'hui, dans le monde classique, ne savent pas grand-chose des composants internes d'une puce AMD par rapport à une puce Intel par rapport à une puce Nvidia. Ils ignorent vraiment beaucoup de ces détails, et je pense qu'il y aura beaucoup d'entreprises, et Classiq est l'une d'entre elles, qui font des progrès pour aider les développeurs à atteindre leur objectif, et leur objectif est d'écrire un grand circuit quantique qui accomplit leur mission, pas nécessairement de connaître tous les détails sous-jacents du matériel.

En ce qui concerne la deuxième édition, j'ai ajouté plusieurs sections, de nouvelles sections à la deuxième édition qui ne figuraient pas dans la première édition. Dans la deuxième édition, j'ai également développé tous ces cadres logiciels et fourni plus de détails et d'exemples, mais j'ai également inclus une nouvelle section sur la correction d'erreur quantique, à titre d'exemple, parce que je pense que c'est votre point de vue sur les ordinateurs quantiques qui s'améliorent de plus en plus et le nombre de qubits, nous allons commencer, espérons-le, à améliorer la correction d'erreur quantique en termes de capacité à réaliser des qubits à tolérance totale. Nous n'aurons pas beaucoup de ces qubits à tolérance totale dans les prochaines années, mais au cours des cinq à dix prochaines années, nous verrons, je pense, de réels progrès significatifs vers l'informatique à tolérance totale et à correction d'erreurs.

Il s'agit donc d'une nouvelle section dans cette édition qui n'était pas vraiment développée dans la première édition. Je consacre également beaucoup plus de temps à la mise à jour de l'apprentissage automatique quantique. Dans ce cas, je donne un exemple de TensorFlow Quantum, mais il y a aussi sur le site web d'autres exemples de PennyLane, d'autres frameworks, et je pense que l'apprentissage machine quantique devient plus excitant à mesure que les ordinateurs quantiques atteignent des stades de développement plus importants, parce qu'alors nous pouvons vraiment penser à l'informatique hybride. Nous pouvons envisager l'informatique en nuage d'une manière hybride où j'ai mon CPU, mon GPU, ou TPU, et puis j'ai mon QPU, et avoir cet environnement hybride est un paradigme informatique vraiment puissant qui, je pense, dans les cinq à dix prochaines années, sera une grande ressource pour les développeurs et pour les entreprises.

Yuval: Approfondissons un peu l'informatique quantique dans le nuage, car je pense qu'il y a deux approches. L'une consiste à fournir une capacité, en disant "Ok, je suis un fournisseur de cloud, et voici un ordinateur quantique, et vous pouvez soumettre un travail, et vous pouvez obtenir un résultat et ainsi de suite". Mais l'autre approche consiste à dire : "Voici une API", tout comme il existe une API pour Maps ou une API pour la reconnaissance vocale d'Alexa. Pourrait-il y avoir une "optimisation en tant que service" utilisant l'API quantique, sans se soucier du matériel sous-jacent, mais en effectuant l'optimisation sur l'ordinateur quantique ? Quelle direction voyez-vous prendre, du côté de la capacité ou du côté de l'API ?

Jack: Je veux dire, Yuval, je voudrais vraiment voir plus d'abstraction, n'est-ce pas ? Je cherche donc un jour ce que j'appelle un code intelligent, c'est-à-dire un code qui reconnaîtra automatiquement les différentes parties de sa propre base de code et qui reconnaîtra le type de processeur sur lequel cette partie particulière de la base de code doit s'exécuter. Ainsi, à l'heure actuelle, nous devons envoyer un sous-programme à un ordinateur quantique et l'exécuter spécifiquement. Si j'exécute l'algorithme de Shor à titre d'exemple, une grande partie de cet algorithme s'exécute sur un ordinateur classique. Il y a ensuite un sous-routine que j'exécute sur l'ordinateur quantique, puis je renvoie l'information classique à l'ordinateur classique, mais ce serait bien que le code lui-même commence à reconnaître le type de processeur sur lequel il est optimal de fonctionner, que ce soit le CPU, le GPU ou le QPU.

Je pense donc que nous allons atteindre des niveaux croissants d'abstraction et également d'abstraction en ce qui concerne le type d'ordinateur quantique sur lequel je voudrais fonctionner, tout comme le type de processeur classique sur lequel je voudrais fonctionner. Je pense donc que la cloudification, pour ainsi dire, de l'informatique quantique est une chose très saine. Le fait que les ordinateurs quantiques soient natifs du nuage, qu'ils soient nés sur le nuage, est un très grand avantage pour cette grande tendance de l'informatique. Les cycles précédents de l'informatique au cours des 60 ou 70 dernières années n'ont évidemment pas commencé sur le nuage, et les gens ont donc dû acheter ces grosses machines, les installer, en assurer l'entretien et l'alimentation, ce qui leur a occasionné beaucoup de frais généraux. Et bien sûr, dès qu'elles étaient livrées, elles étaient obsolètes.

Alors que maintenant, dans le nuage, je suis très enthousiaste à l'idée de voir tous les différents fournisseurs de nuages l'adopter si facilement, parce que je pense que cela stimulerait non seulement l'adoption, mais aussi les cycles d'innovation qui pourraient aller beaucoup plus vite, parce que nous ne devons pas attendre que la "base d'installation" doive mettre à jour tout son matériel. Grâce à l'informatique en nuage, les utilisateurs ont accès à des technologies de plus en plus performantes, qu'il s'agisse de nuages hébergeant leur propre technologie ou de fournisseurs d'informatique en nuage hébergeant la technologie d'autres personnes.

Je pense qu'il s'agit là d'un niveau d'écosystème passionnant que nous n'avions pas vu il y a deux ou trois ans. À l'époque, bien sûr, IBM hébergeait ses propres ordinateurs quantiques à titre d'exemple, mais aujourd'hui nous voyons des fournisseurs de cloud computing héberger de multiples ordinateurs quantiques provenant de multiples fournisseurs, et je pense que cela va devenir encore plus excitant car il y a de plus en plus d'entreprises qui se développent dans l'espace. Je pense donc que le fait qu'ils soient natifs de l'informatique en nuage joue un rôle important dans l'adoption de l'informatique quantique dans un avenir proche.

Yuval: Lorsque vous avez décrit votre livre, vous avez mentionné que l'une des motivations était de former des gens. Et de toute évidence, il semble y avoir une grande pénurie de personnes versées dans le domaine quantique, capables de créer des circuits quantiques. Tout d'un coup, on assiste à une augmentation du nombre d'entreprises qui recrutent pour cela. Considérez-vous l'abstraction comme une solution à ce problème ? Parce que si, soi-disant, le code est plus abstrait, alors je n'ai pas besoin de comprendre la physique quantique, je n'ai pas besoin de comprendre quelle porte est quoi, tout comme je n'ai pas besoin de comprendre le langage d'assemblage quand j'écris du JavaScript.

Jack: Oui, Dieu merci. Revenons aux années cinquante. À l'époque, les gens devaient connaître le code assembleur et même le code machine. Mais oui, je suis d'accord avec vous. La pénurie est déjà importante, le déséquilibre entre l'offre et la demande d'ingénieurs et de chercheurs quantiques. Et elle s'aggrave de jour en jour, parce que de merveilleuses entreprises sont financées par des sociétés de capital-risque et d'autres et qu'elles embauchent, et le capital n'est pas le problème. Le capital n'est pas le problème. Les entreprises qui ont des équipes crédibles, des feuilles de route incroyables lèvent des fonds, et il est merveilleux de voir les investisseurs institutionnels, les sociétés de capital-risque et les gouvernements investir dans ces entreprises naissantes et quantiques. C'est vraiment une tendance très forte que j'ai observée au cours des deux dernières années, depuis la première édition. Le problème, lorsque je parle aux fondateurs, est que de nombreux fondateurs d'entreprises quantiques m'appellent et que le problème numéro un que j'entends est : "Je n'arrive pas à trouver les talents". Où puis-je trouver les talents ?"

C'est pourquoi j'ai personnellement essayé d'aider autant d'universités que possible à renforcer leurs programmes, à doubler les sciences de l'information quantique, les QIS, mais pour répondre à votre question, nous devons maintenant nous étendre, et nous pouvons le faire au-delà des départements de physique et d'ingénierie électrique. En réalité, si nous pensons à la science de l'information et à un codeur qui travaille déjà dans l'industrie depuis cinq à dix ans et qui code dans une grande entreprise technologique ou dans une start-up, il pourrait commencer à participer à la révolution quantique, parce que de nombreuses entreprises facilitent de plus en plus sa participation. Et je pense que nous continuons à avoir besoin d'outils éducatifs très solides. C'est ce qui me motive à continuer à investir dans ce livre et à y consacrer du temps, à la fois dans le format physique et en ligne sur le site, parce que nous avons vraiment besoin de bretelles d'accès à cette autoroute.

Pour la plupart des gens, il est très intimidant de se lancer dans l'informatique quantique. Même les codeurs, qui sont des codeurs classiques expérimentés, sont un peu intimidés à l'idée de s'y mettre soudainement. Le code Python lui-même est très simple. Ce n'est pas tant le code. C'est tout le cadre dont on a besoin pour comprendre ce que l'on fait. Qu'est-ce qu'un qubit exactement ? C'est pourquoi j'ai inclus ce chapitre, Yuval, parce que mes étudiants n'arrêtaient pas de me demander : " D'accord, je comprends l'abstraction d'un qubit, et vous pouvez avoir plusieurs qubits, et maintenant nous pouvons avoir une superposition, nous pouvons les mettre dans un état de superposition. Nous pouvons enchevêtrer deux qubits l'un dans l'autre, mais qu'est-ce qu'un qubit ? Comment le fabrique-t-on physiquement ?"

Les gens sont curieux. Je pense donc qu'il est vrai qu'ils n'auront pas à connaître tous les rouages de chacun de ces ordinateurs quantiques, mais je pense que la plupart des codeurs que je forme sont toujours très curieux de savoir comment on les construit. Je pense donc qu'il est utile d'avoir quelques connaissances dans ce domaine, mais de plus en plus, je pense que nous devons élargir l'éventail des personnes que nous formons pour les amener dans ce domaine, et je pense que la communauté des codeurs, pour beaucoup d'entre eux, a vraiment été laissée à l'écart de cette révolution jusqu'à présent. J'espère vraiment que nous pourrons les faire participer à cette révolution.

Je tiens également à souligner que du point de vue de la diversité, nous savons que la physique est confrontée à un très grand défi en termes de manque de diversité, tout comme la science de l'ingénieur. La science progresse maintenant, mais la physique a certainement un défi à relever, et je pense qu'il est très important de garder cela à l'esprit lorsque nous construisons cette industrie, lorsque nous construisons cet écosystème. J'ai pris contact et travaillé avec un certain nombre d'universités ayant des populations d'étudiants très fortes et très diversifiées, et j'espère vraiment qu'en construisant cet écosystème, nous pourrons avoir un pipeline de tige très diversifié dans cette région.

Yuval: Vous êtes en contact avec de nombreuses entreprises et probablement de nombreux secteurs. Où pensez-vous que le quantique entrera en production en premier ? Quels types d'industries, quels types d'applications devraient, selon vous, passer d'abord à la production, au-delà de la validation des concepts ?

Jack: C'est une excellente question. Parlons de l'informatique quantique, mais Yuval, je propose que nous abordions également d'autres technologies quantiques. Aujourd'hui, lorsque les gens pensent à l'informatique quantique, ou qu'ils lisent des articles à ce sujet en ligne, sur un site web ou dans un journal, c'est souvent l'informatique quantique qui est mise en avant, mais il s'avère que la technologie quantique ne se limite pas à la construction et à l'utilisation d'ordinateurs quantiques, mais comporte bien d'autres aspects. Je trouve que les gens ne se concentrent pas assez sur les autres domaines de la technologie quantique elle-même, mais en commençant par l'informatique quantique, je pense qu'il y a plusieurs applications initiales. Pour l'instant, bien sûr, les ordinateurs quantiques en sont à leurs balbutiements. À l'heure actuelle, nous n'avons pas assez de qubits pour créer un qubit corrigé des erreurs, un qubit logique, comme de nombreux auditeurs de ce podcast le savent peut-être, nous parlons en termes de qubits physiques, puis nous utilisons peut-être un millier de qubits physiques pour représenter un qubit logique dans un système de correction d'erreurs typique. Le fait que nous n'ayons pas atteint mille qubits physiques dans une machine signifie donc que nous n'avons pas atteint un qubit logique.

Je pense que l'industrie progresse bien dans cette direction, je suis très encouragé par la diversité de pensée des entreprises qui essaient différentes voies pour parvenir à l'informatique quantique à correction d'erreurs. Mais lorsque nous aurons dépassé l'ère NISQ, l'ère quantique intermédiaire bruyante dans laquelle nous nous trouvons actuellement, c'est le terme inventé par John Preskill, je pense que nous commencerons à entrer dans le prochain niveau d'informatique où nous aurons non seulement des qubits supplémentaires, mais aussi des qubits de haute qualité, n'est-ce pas ? J'espère que les auditeurs garderont à l'esprit qu'il ne s'agit pas seulement d'un nombre de qubits, je sais que cette course de chevaux est très excitante, mais aussi de la qualité de ces qubits, de la fidélité et de la capacité d'atteindre des qubits logiques.

À mesure que cela se produira, je pense qu'il y aura un certain nombre de choses intéressantes à faire. Bien sûr, la chimie quantique vient à l'esprit, il y a de nombreuses applications de la chimie quantique que nous aimerions tous exécuter sur des ordinateurs quantiques à échelle réduite, et il y aurait des applications dans le domaine de la pharmacie. À l'heure actuelle, le délai entre la molécule et le médicament, entre le composé et la clinique, est encore d'environ 13 ans aux États-Unis, soit environ un milliard et demi à deux milliards de dollars pour passer de la molécule à un médicament approuvé par la FDA, et c'est tout simplement trop long. Si nous pouvons utiliser les ordinateurs quantiques à plus grande échelle du futur pour réduire ce temps, pour faire le travail in silico que nous devons aujourd'hui faire sur le banc, cela aurait un impact énorme sur le monde, et il en va de même pour l'industrie chimique, pour les Dow, DuPont, BASF et autres, il y a d'énormes opportunités pour ces entreprises.

Yuval, l'industrie chimique a tendance à se tourner vers une chimie plus verte. Par "plus verte", j'entends moins toxique, et de nombreuses entreprises expérimentent de nouveaux types d'intrants. Au lieu d'utiliser du pétrole dans un plastique, on peut utiliser du bio dans un plastique pour s'assurer qu'il se dégrade, qu'il se biodégrade après un certain temps, et que nous n'ayons pas la calamité que nous connaissons actuellement dans les océans et les cours d'eau du monde entier. Il y a aussi la science des matériaux, pensez aux batteries, pensez à tous les constructeurs automobiles que je connais et qui ont annoncé publiquement une feuille de route très précise pour les 15 ou 20 prochaines années afin d'arriver à une électrification totale ou partielle. Cela signifie beaucoup plus de batteries dans les véhicules, et la chimie des batteries aujourd'hui n'est tout simplement pas aussi bien adaptée à ce type de mise à l'échelle qu'elle pourrait l'être, et nous devons donc vraiment repenser cela.

Il y a donc beaucoup d'applications dans ces secteurs verticaux auxquels nous pouvons penser. Il existe également différentes applications en dehors de la chimie moléculaire. Nous pouvons penser à des outils d'optimisation pour la finance, pour l'analyse des risques. Je pense qu'il y a beaucoup de travaux passionnants en cours sur le plan théorique à ce stade, sur la façon dont les ordinateurs quantiques peuvent affecter les services financiers. Ce sont là quelques-uns des premiers domaines auxquels je pense, et je pense qu'avec la vaste gamme de ressources consacrées à la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques, j'ai bon espoir que nous verrons bientôt arriver plus de qubits corrigés des erreurs. Voilà ce que j'avais à dire sur l'informatique quantique. Si nous pouvons nous tourner maintenant, Yuval, vers les autres domaines de la technologie quantique en dehors de l'informatique quantique, je pense qu'il y a aussi des domaines très excitants.

Pensez à la détection quantique. La détection quantique est en quelque sorte le revers de la médaille de l'informatique quantique. Pourquoi est-il si difficile d'avoir plus de qubits dans un ordinateur quantique ? Pourquoi y a-t-il une "touchdown zone party" chaque fois que l'on ajoute 20 qubits supplémentaires à sa machine ? La raison est qu'ils sont très fragiles, n'est-ce pas ? Il est très facile de faire décohérer un qubit s'il est soumis à un champ magnétique ou à d'autres types de stimuli externes. Mais c'est justement la raison pour laquelle les capteurs quantiques sont vraiment passionnants, et les capteurs quantiques ne sont pas nouveaux. Ils existent depuis des décennies dans le monde universitaire. En fait, le Squid est un capteur quantique qui remonte à plusieurs décennies, mais le Squid avait plusieurs problèmes, notamment le fait qu'il soit supraconducteur et qu'il doive donc être cryogénique. Et en étant cryogénique, on est évidemment limité en termes de facteurs de forme et d'idées de mise en œuvre. Mais de nouveaux types de capteurs quantiques sont apparus au cours des 20 dernières années, qui sont à température ambiante ou proche de la température ambiante, et qui ne présentent pas certains des problèmes que rencontrent les Squids.

Je pense donc que l'ère de la détection quantique est à nos portes et qu'elle sera très excitante pour nous. D'une certaine manière, nous serons plus faciles à mettre en œuvre à court terme que l'informatique quantique, car il suffit d'une poignée de qubits pour que les capteurs quantiques démarrent vraiment. Il n'est pas nécessaire de disposer d'une masse critique énorme, car il s'agit en fait de la situation inverse, c'est-à-dire que l'on veut que le monde ait des stimuli qui touchent ce capteur. Je pense donc qu'il s'agit d'un domaine tout à fait passionnant.

Je pense qu'il y aura également beaucoup de travail passionnant dans le domaine de la cybersécurité lorsque nous commencerons à développer les ordinateurs quantiques et que nous arriverons au point où nos architectures de cybersécurité devront être repensées en termes d'implémentations et de protocoles actuels. De nombreuses innovations sont déjà en cours dans ce domaine et continueront à se produire. Et encore une fois, je pense que ce que j'aimerais que les gens voient aussi, pour revenir aux ordinateurs quantiques, c'est un paradigme et un point de vue hybrides de l'avenir. J'espère qu'au fur et à mesure que de plus en plus de gens rejoignent la révolution quantique, ils verront vraiment le quantique comme faisant partie d'un paysage plus large avec l'informatique classique, les GPU et les TPU sont vraiment en train de faire d'énormes progrès en termes d'espace d'application, et je pense que nous devons combiner tous ces éléments dans une solution hybride.

Yuval: Mon avant-dernière question est la suivante : permettez-moi de vous donner une baguette magique et de dire que vous pouvez contrôler ce que Classiq et les fournisseurs de matériel et de logiciels de l'industrie quantique feront au cours des 18 prochains mois. Sur quoi voudriez-vous que nous nous concentrions ?

Jack: En ce qui concerne le matériel, je me concentrerais sur plusieurs points. Tout d'abord, pour revenir sur la question de l'éducation, je pense qu'il y a un domaine dans lequel chaque entreprise a une opportunité, et si je peux dire une responsabilité à assumer, c'est celui de l'éducation. Je pense que même une petite entreprise qui vient de lever 10 à 20 millions de dollars n'a pas beaucoup de ressources, mais il y a toujours quelque chose à faire avec une université locale pour amener plus de gens dans ce domaine et pour amener une population plus diversifiée dans ce domaine. Donc, pour les auditeurs qui travaillent dans des entreprises quantiques, ou même dans des entreprises classiques, c'est une chose à laquelle nous pouvons tous participer. Et je vous invite à me contacter via le site GitHub pour le livre, mon email est là ou d'autres moyens de me contacter via ce podcast, via Yuval.

Et je veux continuer à travailler en partenariat avec d'autres pour voir comment nous pouvons développer les aspects éducatifs. Je pense qu'il ne suffit pas de s'en tenir aux programmes traditionnels des universités. Nous devons vraiment faire en sorte que les entreprises dispensent des formations en leur sein, mais aussi qu'elles offrent des formations à leur entourage, et que tout le monde redouble d'efforts dans ce sens. C'est donc la première chose à faire, avant toute question technologique, et j'espère que les entreprises traditionnelles et les entreprises quantiques pourront s'y associer. Et c'est quelque chose auquel nous pouvons tous participer et collaborer, il y a beaucoup de place pour la collaboration.

La deuxième chose, c'est que j'espère que nous pourrons, pour les sociétés d'informatique en nuage, je pense que les sociétés d'informatique en nuage ont déjà pris un bon départ, elles fournissent de plus en plus d'outils, elles fournissent des explications sur leurs sites web, elles fournissent des sortes de zones de bac à sable sur leurs sites web pour jouer avec les machines. Je pense que c'est une très bonne chose. J'espère qu'ils continueront à offrir une option gratuite aux universitaires, aux étudiants, et pas seulement aux étudiants traditionnels inscrits à un programme diplômant, mais aussi, je pense, aux étudiants non traditionnels, n'est-ce pas ? Quelqu'un peut avoir 35 ans, 40 ans, quel que soit son âge. Ils sont maintenant des étudiants dans ce nouveau domaine, ils peuvent aussi venir à faible coût ou gratuitement pour essayer ces technologies pour les entreprises d'informatique quantique et pour les entreprises de cloud.

Troisièmement, l'abstraction. Continuons à nous diriger vers l'abstraction, une abstraction hybride combinée, de sorte que nous puissions avoir une abstraction pour notre code, à la fois pour les processus classiques auxquels nous écrivons, mais aussi pour les processus quantiques auxquels nous écrivons.

Et aussi, j'espère voir un jour l'informatique quantique distribuée, DQC. Je pense que c'est un aspect passionnant de l'avenir. Il faudra encore quelques années avant que le DQC puisse être réalisé à grande échelle, mais nous connaissons la valeur de l'informatique distribuée dans le monde classique, et je crois fermement qu'un avenir DQC est un avenir passionnant où nous incorporons des réseaux cohérents quantiques, un avenir où nous pouvons relier différents dispositifs quantiques. Certains peuvent être des dispositifs informatiques, d'autres des capteurs, mais un réseau quantique cohérent permet de relier ces différents dispositifs quantiques dans le monde entier.

Bien sûr, nous devons parvenir à des liens cohérents quantiques pour pouvoir mettre à l'échelle certaines des architectures envisagées aujourd'hui. De nombreuses entreprises d'informatique quantique que nous connaissons veulent utiliser des liens cohérents quantiques dans leurs propres laboratoires, pour relier des blocs de qubits afin d'adapter leur propre architecture. Je pense donc qu'il y a beaucoup d'enthousiasme et j'espère qu'en tant qu'industrie, nous pourrons vraiment travailler sur un avenir avec un réseau cohérent quantique. CalTech fait un excellent travail dans ce domaine, tout comme le MIT et un certain nombre d'universités en Europe. Il y a quelques initiatives initiales dans ces universités qui sont financées par les différents gouvernements, mais je pense qu'avec le temps, le DQC sera une partie importante et merveilleuse de notre avenir informatique.

Yuval: Excellent. Cela semble être beaucoup de travail pour 18 mois, mais nous ferons de notre mieux. Jack, quel est le meilleur moyen de vous contacter et d'en savoir plus sur votre travail ?

Jack: Bien sûr. Le site web, si les gens vont sur leur moteur de recherche favori, que ce soit Google ou autre, ils peuvent simplement taper GitHub, et mon nom de famille Hidary, et quantum, et vous trouverez le lien complet de GitHub. Je vous souhaite la bienvenue sur mon site web, et mon adresse électronique y figure, et je vous invite à m'envoyer un courriel. C'est juste jack@hidary.com. Vous pouvez également trouver les problèmes du livre. Nous ne fournissons pas les solutions sur le site web, parce que les professeurs nous ont demandé de les conserver. Mais les professeurs qui nous contactent peuvent obtenir le manuel de solutions, de même que les professeurs non traditionnels. Là encore, de nombreuses personnes nous ont contactés, Yuval, pour nous dire : "Je donne un cours informel dans mon entreprise et j'aimerais être considéré comme un membre de la faculté". Et c'est ce que nous faisons. Il n'est donc pas nécessaire de faire partie d'une université officielle pour le faire. Et j'espère que l'apprentissage non traditionnel, l'apprentissage continu pour les adultes sera un élément important de l'utilisation de ce manuel.

Yuval: C'est formidable, Jack, merci beaucoup de vous être joint à moi aujourd'hui.

Jack: Merci, Yuval. C'est un plaisir d'être avec vous.


Mon invité aujourd'hui est Jack Hidary, directeur de l'IA et de l'informatique quantique à Sandbox chez Alphabet. Jack et moi avons parlé de l'hybridation de l'informatique quantique, des couches d'abstraction dans les logiciels, de la nouvelle édition de son livre sur l'informatique quantique, et de bien d'autres choses encore.

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LA TRANSCRIPTION COMPLÈTE EST CI-DESSOUS

Yuval Boger (Classiq): Bonjour, Jack, et merci de m'avoir rejoint aujourd'hui.

Jack Hidary (Alphabet): Bonjour, Yuval, je suis ravi d'être ici.

Yuval: Qui êtes-vous et que faites-vous ?

Jack: Je m'appelle Jack Hidary, auteur de Quantum Computing et Applied Approach. Je suis actuellement directeur de l'IA et de l'informatique quantique chez Sandbox at Alphabet. Sandbox at Alphabet est une unité d'Alphabet, et nous nous concentrons sur les solutions d'entreprise à la croisée de la physique quantique et de l'IA.

Yuval: Parlons de votre livre, je crois qu'il y a une deuxième édition qui sort peu de temps après la première. Dites-moi ce qu'il y a dans le livre et pourquoi nous avons eu besoin d'une deuxième édition si rapidement ?

Jack: C'est vraiment intéressant, la première édition, la raison pour laquelle j'ai écrit le premier livre, c'est que j'enseignais, avec mes collègues, l'informatique quantique et les sujets connexes, à la fois à l'intérieur de Google et à l'extérieur. Nous formions des étudiants dans des universités, même dans des lycées, et aussi au sein de Google, où nous avons notre propre université interne. Nous n'offrons pas de diplômes, mais nous avons des cours internes de formation professionnelle. Et nous nous sommes rendu compte qu'il n'y avait pas de manuel qui répondait vraiment à nos besoins à l'époque. Bien sûr, nous connaissons tous Mike et Ike, qui est un merveilleux manuel, et nous l'utilisons encore aujourd'hui. Mais Mike et Ike, dont la dernière édition remonte à environ 18 ans, contient un travail théorique très solide, mais il était nécessaire d'avoir quelque chose de plus pratique, de plus concret, et de reconnaître qu'il existait maintenant de multiples cadres pour coder ces ordinateurs quantiques et des cadres qui étaient open source et si facilement disponibles.

De plus en plus, j'ai réalisé que ces premiers ordinateurs quantiques seraient mis en ligne sur différents nuages et que les étudiants voudraient les essayer. Je me suis donc dit que si je pouvais rédiger un manuel combinant la théorie de base et le cadre dont vous avez besoin, ainsi que des exemples de codage pratiques, comment se salir les mains et coder pour ces types de machines initiales, ou même simplement les exécuter sur un simulateur, ce serait un grand avantage à la fois pour mes étudiants et pour les milliers de personnes qui, j'en étais sûr, voulaient rejoindre ce secteur d'activité. Yuval, c'était vraiment la raison d 'être de la rédaction de ce livre, et au cours de l'année et six mois écoulés, deux ans depuis la publication de la première édition, beaucoup de choses se sont produites dans ce domaine.

Et ce qui est formidable, c'est que j'ai reçu tellement de commentaires et d'informations de la part du lectorat. De nombreux professeurs utilisent le manuel dans leurs cours pour les étudiants en doctorat, en master, et même pour les étudiants avancés en licence, s'ils dépassent leurs cours de base en physique, ils peuvent souvent se lancer dans l'informatique quantique dès leur première ou leur dernière année. Le programme est donc utilisé dans de très nombreuses grandes universités. J'ai entendu parler d'elles, j'ai entendu parler de leurs étudiants. J'ai également entendu parler de nombreuses entreprises, Yuval, qui l'utilisent comme formation d'entreprise dans leur propre cadre, et les lecteurs m'ont donc dressé une excellente liste de ce qu'il fallait ajouter à la deuxième édition. Et c'est ainsi que la deuxième édition a vu le jour.

Yuval: Et je suppose qu'il ne couvre pas seulement Cirq, n'est-ce pas ? Parle-t-il aussi de Qiskit, ou de Q#, ou d'autres frameworks ?

Jack: Oui, c'est un très, très bon point. Dès le début, dès la première édition, et maintenant aussi dans la deuxième édition, j'ai vraiment voulu que ce soit un manuel pour tout le monde. Il couvre donc toutes les plates-formes majeures, tant en termes de plates-formes physiques, n'est-ce pas ? Il existe aujourd'hui sept façons de construire un ordinateur quantique, et le livre ne se prononce pas sur la meilleure façon de procéder. Il met l'accent sur la technologie sous-jacente et donne au lecteur de nombreuses citations et bibliographies sur la manière d'approfondir les recherches, de construire ces différentes instanciations, qu'il s'agisse d'un ordinateur quantique photonique, d'un qubit supraconducteur, d'un ion piégé, il y a tellement d'idées différentes aujourd'hui sur la manière de construire un ordinateur quantique, et c'est en partie ce que nous avons vu ces deux dernières années, une floraison de diversité en termes d'entreprises apparaissant à droite et à gauche, issues des universités, toutes sortes d'activités merveilleuses sur le plan de l'instanciation matérielle.

Le livre couvre Qiskit et le SDK de Microsoft, ainsi que Cirq et Rigetti, et tous les principaux frameworks que les gens rencontreront sur le marché, avec des exemples de code dans le livre. Mais ce qui m'enthousiasme également, c'est le développement du site GitHub pour le livre, qui contient encore plus de code, tout le code du livre, mais aussi d'autres exemples. C'est là que je garde tout cela à jour, ainsi que les ensembles de problèmes s'ils sont utilisés dans le cadre d'une formation de base.

Yuval: En ce qui concerne les ordinateurs quantiques, nous disposons aujourd'hui d'un nombre limité de qubits et de capacités limitées. Mais avançons rapidement et - disons dans deux ans - lorsque les gens seront prêts pour la troisième édition de votre livre, il y aura peut-être quelque chose qui approchera plusieurs centaines de qubits ou un millier de qubits. Pensez-vous que les cadres logiciels actuels permettent vraiment aux gens d'écrire du code pour une machine de mille qubits ?

Jack: Je pense que les cadres logiciels sont très flexibles et anticipent la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques. Je pense que ce dont nous aurons besoin, c'est d'une plus grande abstraction que celle que l'on trouve dans l'informatique classique. Si nous revenons à l'informatique classique des années 50 et 60, qui était une époque où il fallait vraiment savoir pour quelle implémentation matérielle on écrivait, puis au cours des 20 années qui ont suivi, l'industrie s'est vraiment orientée vers l'abstraction. Au cours des 20 années qui ont suivi, l'industrie s'est vraiment orientée vers l'abstraction, au point que l'on pouvait écrire du code et l'exécuter sur une large gamme de matériel, d'implémentations et de puces. Nous y sommes donc parvenus dans le monde classique où, aujourd'hui, je pourrais évidemment écrire du code Python ou du code Java et l'exécuter sur toute une série de puces, mais dans le cœur, dans le monde quantique à l'heure actuelle, nous devons encore savoir dans une certaine mesure pour quelle implémentation matérielle nous écrivons et sur laquelle elle s'exécutera.

Il y a encore des particularités dont nous devons être conscients. Je pense qu'au cours des cinq ou dix prochaines années, nous ferons de grands progrès vers l'abstraction, comme nous l'avons fait dans le monde classique, et je pense que les individus auront la possibilité d'en savoir moins, d'en savoir moins sur le matériel pour lequel ils écrivent, et sur lequel il fonctionne. La plupart des codeurs d'aujourd'hui, dans le monde classique, ne savent pas grand-chose des composants internes d'une puce AMD par rapport à une puce Intel par rapport à une puce Nvidia. Ils ignorent vraiment beaucoup de ces détails, et je pense qu'il y aura beaucoup d'entreprises, et Classiq est l'une d'entre elles, qui font des progrès pour aider les développeurs à atteindre leur objectif, et leur objectif est d'écrire un grand circuit quantique qui accomplit leur mission, pas nécessairement de connaître tous les détails sous-jacents du matériel.

En ce qui concerne la deuxième édition, j'ai ajouté plusieurs sections, de nouvelles sections à la deuxième édition qui ne figuraient pas dans la première édition. Dans la deuxième édition, j'ai également développé tous ces cadres logiciels et fourni plus de détails et d'exemples, mais j'ai également inclus une nouvelle section sur la correction d'erreur quantique, à titre d'exemple, parce que je pense que c'est votre point de vue sur les ordinateurs quantiques qui s'améliorent de plus en plus et le nombre de qubits, nous allons commencer, espérons-le, à améliorer la correction d'erreur quantique en termes de capacité à réaliser des qubits à tolérance totale. Nous n'aurons pas beaucoup de ces qubits à tolérance totale dans les prochaines années, mais au cours des cinq à dix prochaines années, nous verrons, je pense, de réels progrès significatifs vers l'informatique à tolérance totale et à correction d'erreurs.

Il s'agit donc d'une nouvelle section dans cette édition qui n'était pas vraiment développée dans la première édition. Je consacre également beaucoup plus de temps à la mise à jour de l'apprentissage automatique quantique. Dans ce cas, je donne un exemple de TensorFlow Quantum, mais il y a aussi sur le site web d'autres exemples de PennyLane, d'autres frameworks, et je pense que l'apprentissage machine quantique devient plus excitant à mesure que les ordinateurs quantiques atteignent des stades de développement plus importants, parce qu'alors nous pouvons vraiment penser à l'informatique hybride. Nous pouvons envisager l'informatique en nuage d'une manière hybride où j'ai mon CPU, mon GPU, ou TPU, et puis j'ai mon QPU, et avoir cet environnement hybride est un paradigme informatique vraiment puissant qui, je pense, dans les cinq à dix prochaines années, sera une grande ressource pour les développeurs et pour les entreprises.

Yuval: Approfondissons un peu l'informatique quantique dans le nuage, car je pense qu'il y a deux approches. L'une consiste à fournir une capacité, en disant "Ok, je suis un fournisseur de cloud, et voici un ordinateur quantique, et vous pouvez soumettre un travail, et vous pouvez obtenir un résultat et ainsi de suite". Mais l'autre approche consiste à dire : "Voici une API", tout comme il existe une API pour Maps ou une API pour la reconnaissance vocale d'Alexa. Pourrait-il y avoir une "optimisation en tant que service" utilisant l'API quantique, sans se soucier du matériel sous-jacent, mais en effectuant l'optimisation sur l'ordinateur quantique ? Quelle direction voyez-vous prendre, du côté de la capacité ou du côté de l'API ?

Jack: Je veux dire, Yuval, je voudrais vraiment voir plus d'abstraction, n'est-ce pas ? Je cherche donc un jour ce que j'appelle un code intelligent, c'est-à-dire un code qui reconnaîtra automatiquement les différentes parties de sa propre base de code et qui reconnaîtra le type de processeur sur lequel cette partie particulière de la base de code doit s'exécuter. Ainsi, à l'heure actuelle, nous devons envoyer un sous-programme à un ordinateur quantique et l'exécuter spécifiquement. Si j'exécute l'algorithme de Shor à titre d'exemple, une grande partie de cet algorithme s'exécute sur un ordinateur classique. Il y a ensuite un sous-routine que j'exécute sur l'ordinateur quantique, puis je renvoie l'information classique à l'ordinateur classique, mais ce serait bien que le code lui-même commence à reconnaître le type de processeur sur lequel il est optimal de fonctionner, que ce soit le CPU, le GPU ou le QPU.

Je pense donc que nous allons atteindre des niveaux croissants d'abstraction et également d'abstraction en ce qui concerne le type d'ordinateur quantique sur lequel je voudrais fonctionner, tout comme le type de processeur classique sur lequel je voudrais fonctionner. Je pense donc que la cloudification, pour ainsi dire, de l'informatique quantique est une chose très saine. Le fait que les ordinateurs quantiques soient natifs du nuage, qu'ils soient nés sur le nuage, est un très grand avantage pour cette grande tendance de l'informatique. Les cycles précédents de l'informatique au cours des 60 ou 70 dernières années n'ont évidemment pas commencé sur le nuage, et les gens ont donc dû acheter ces grosses machines, les installer, en assurer l'entretien et l'alimentation, ce qui leur a occasionné beaucoup de frais généraux. Et bien sûr, dès qu'elles étaient livrées, elles étaient obsolètes.

Alors que maintenant, dans le nuage, je suis très enthousiaste à l'idée de voir tous les différents fournisseurs de nuages l'adopter si facilement, parce que je pense que cela stimulerait non seulement l'adoption, mais aussi les cycles d'innovation qui pourraient aller beaucoup plus vite, parce que nous ne devons pas attendre que la "base d'installation" doive mettre à jour tout son matériel. Grâce à l'informatique en nuage, les utilisateurs ont accès à des technologies de plus en plus performantes, qu'il s'agisse de nuages hébergeant leur propre technologie ou de fournisseurs d'informatique en nuage hébergeant la technologie d'autres personnes.

Je pense qu'il s'agit là d'un niveau d'écosystème passionnant que nous n'avions pas vu il y a deux ou trois ans. À l'époque, bien sûr, IBM hébergeait ses propres ordinateurs quantiques à titre d'exemple, mais aujourd'hui nous voyons des fournisseurs de cloud computing héberger de multiples ordinateurs quantiques provenant de multiples fournisseurs, et je pense que cela va devenir encore plus excitant car il y a de plus en plus d'entreprises qui se développent dans l'espace. Je pense donc que le fait qu'ils soient natifs de l'informatique en nuage joue un rôle important dans l'adoption de l'informatique quantique dans un avenir proche.

Yuval: Lorsque vous avez décrit votre livre, vous avez mentionné que l'une des motivations était de former des gens. Et de toute évidence, il semble y avoir une grande pénurie de personnes versées dans le domaine quantique, capables de créer des circuits quantiques. Tout d'un coup, on assiste à une augmentation du nombre d'entreprises qui recrutent pour cela. Considérez-vous l'abstraction comme une solution à ce problème ? Parce que si, soi-disant, le code est plus abstrait, alors je n'ai pas besoin de comprendre la physique quantique, je n'ai pas besoin de comprendre quelle porte est quoi, tout comme je n'ai pas besoin de comprendre le langage d'assemblage quand j'écris du JavaScript.

Jack: Oui, Dieu merci. Revenons aux années cinquante. À l'époque, les gens devaient connaître le code assembleur et même le code machine. Mais oui, je suis d'accord avec vous. La pénurie est déjà importante, le déséquilibre entre l'offre et la demande d'ingénieurs et de chercheurs quantiques. Et elle s'aggrave de jour en jour, parce que de merveilleuses entreprises sont financées par des sociétés de capital-risque et d'autres et qu'elles embauchent, et le capital n'est pas le problème. Le capital n'est pas le problème. Les entreprises qui ont des équipes crédibles, des feuilles de route incroyables lèvent des fonds, et il est merveilleux de voir les investisseurs institutionnels, les sociétés de capital-risque et les gouvernements investir dans ces entreprises naissantes et quantiques. C'est vraiment une tendance très forte que j'ai observée au cours des deux dernières années, depuis la première édition. Le problème, lorsque je parle aux fondateurs, est que de nombreux fondateurs d'entreprises quantiques m'appellent et que le problème numéro un que j'entends est : "Je n'arrive pas à trouver les talents". Où puis-je trouver les talents ?"

C'est pourquoi j'ai personnellement essayé d'aider autant d'universités que possible à renforcer leurs programmes, à doubler les sciences de l'information quantique, les QIS, mais pour répondre à votre question, nous devons maintenant nous étendre, et nous pouvons le faire au-delà des départements de physique et d'ingénierie électrique. En réalité, si nous pensons à la science de l'information et à un codeur qui travaille déjà dans l'industrie depuis cinq à dix ans et qui code dans une grande entreprise technologique ou dans une start-up, il pourrait commencer à participer à la révolution quantique, parce que de nombreuses entreprises facilitent de plus en plus sa participation. Et je pense que nous continuons à avoir besoin d'outils éducatifs très solides. C'est ce qui me motive à continuer à investir dans ce livre et à y consacrer du temps, à la fois dans le format physique et en ligne sur le site, parce que nous avons vraiment besoin de bretelles d'accès à cette autoroute.

Pour la plupart des gens, il est très intimidant de se lancer dans l'informatique quantique. Même les codeurs, qui sont des codeurs classiques expérimentés, sont un peu intimidés à l'idée de s'y mettre soudainement. Le code Python lui-même est très simple. Ce n'est pas tant le code. C'est tout le cadre dont on a besoin pour comprendre ce que l'on fait. Qu'est-ce qu'un qubit exactement ? C'est pourquoi j'ai inclus ce chapitre, Yuval, parce que mes étudiants n'arrêtaient pas de me demander : " D'accord, je comprends l'abstraction d'un qubit, et vous pouvez avoir plusieurs qubits, et maintenant nous pouvons avoir une superposition, nous pouvons les mettre dans un état de superposition. Nous pouvons enchevêtrer deux qubits l'un dans l'autre, mais qu'est-ce qu'un qubit ? Comment le fabrique-t-on physiquement ?"

Les gens sont curieux. Je pense donc qu'il est vrai qu'ils n'auront pas à connaître tous les rouages de chacun de ces ordinateurs quantiques, mais je pense que la plupart des codeurs que je forme sont toujours très curieux de savoir comment on les construit. Je pense donc qu'il est utile d'avoir quelques connaissances dans ce domaine, mais de plus en plus, je pense que nous devons élargir l'éventail des personnes que nous formons pour les amener dans ce domaine, et je pense que la communauté des codeurs, pour beaucoup d'entre eux, a vraiment été laissée à l'écart de cette révolution jusqu'à présent. J'espère vraiment que nous pourrons les faire participer à cette révolution.

Je tiens également à souligner que du point de vue de la diversité, nous savons que la physique est confrontée à un très grand défi en termes de manque de diversité, tout comme la science de l'ingénieur. La science progresse maintenant, mais la physique a certainement un défi à relever, et je pense qu'il est très important de garder cela à l'esprit lorsque nous construisons cette industrie, lorsque nous construisons cet écosystème. J'ai pris contact et travaillé avec un certain nombre d'universités ayant des populations d'étudiants très fortes et très diversifiées, et j'espère vraiment qu'en construisant cet écosystème, nous pourrons avoir un pipeline de tige très diversifié dans cette région.

Yuval: Vous êtes en contact avec de nombreuses entreprises et probablement de nombreux secteurs. Où pensez-vous que le quantique entrera en production en premier ? Quels types d'industries, quels types d'applications devraient, selon vous, passer d'abord à la production, au-delà de la validation des concepts ?

Jack: C'est une excellente question. Parlons de l'informatique quantique, mais Yuval, je propose que nous abordions également d'autres technologies quantiques. Aujourd'hui, lorsque les gens pensent à l'informatique quantique, ou qu'ils lisent des articles à ce sujet en ligne, sur un site web ou dans un journal, c'est souvent l'informatique quantique qui est mise en avant, mais il s'avère que la technologie quantique ne se limite pas à la construction et à l'utilisation d'ordinateurs quantiques, mais comporte bien d'autres aspects. Je trouve que les gens ne se concentrent pas assez sur les autres domaines de la technologie quantique elle-même, mais en commençant par l'informatique quantique, je pense qu'il y a plusieurs applications initiales. Pour l'instant, bien sûr, les ordinateurs quantiques en sont à leurs balbutiements. À l'heure actuelle, nous n'avons pas assez de qubits pour créer un qubit corrigé des erreurs, un qubit logique, comme de nombreux auditeurs de ce podcast le savent peut-être, nous parlons en termes de qubits physiques, puis nous utilisons peut-être un millier de qubits physiques pour représenter un qubit logique dans un système de correction d'erreurs typique. Le fait que nous n'ayons pas atteint mille qubits physiques dans une machine signifie donc que nous n'avons pas atteint un qubit logique.

Je pense que l'industrie progresse bien dans cette direction, je suis très encouragé par la diversité de pensée des entreprises qui essaient différentes voies pour parvenir à l'informatique quantique à correction d'erreurs. Mais lorsque nous aurons dépassé l'ère NISQ, l'ère quantique intermédiaire bruyante dans laquelle nous nous trouvons actuellement, c'est le terme inventé par John Preskill, je pense que nous commencerons à entrer dans le prochain niveau d'informatique où nous aurons non seulement des qubits supplémentaires, mais aussi des qubits de haute qualité, n'est-ce pas ? J'espère que les auditeurs garderont à l'esprit qu'il ne s'agit pas seulement d'un nombre de qubits, je sais que cette course de chevaux est très excitante, mais aussi de la qualité de ces qubits, de la fidélité et de la capacité d'atteindre des qubits logiques.

À mesure que cela se produira, je pense qu'il y aura un certain nombre de choses intéressantes à faire. Bien sûr, la chimie quantique vient à l'esprit, il y a de nombreuses applications de la chimie quantique que nous aimerions tous exécuter sur des ordinateurs quantiques à échelle réduite, et il y aurait des applications dans le domaine de la pharmacie. À l'heure actuelle, le délai entre la molécule et le médicament, entre le composé et la clinique, est encore d'environ 13 ans aux États-Unis, soit environ un milliard et demi à deux milliards de dollars pour passer de la molécule à un médicament approuvé par la FDA, et c'est tout simplement trop long. Si nous pouvons utiliser les ordinateurs quantiques à plus grande échelle du futur pour réduire ce temps, pour faire le travail in silico que nous devons aujourd'hui faire sur le banc, cela aurait un impact énorme sur le monde, et il en va de même pour l'industrie chimique, pour les Dow, DuPont, BASF et autres, il y a d'énormes opportunités pour ces entreprises.

Yuval, l'industrie chimique a tendance à se tourner vers une chimie plus verte. Par "plus verte", j'entends moins toxique, et de nombreuses entreprises expérimentent de nouveaux types d'intrants. Au lieu d'utiliser du pétrole dans un plastique, on peut utiliser du bio dans un plastique pour s'assurer qu'il se dégrade, qu'il se biodégrade après un certain temps, et que nous n'ayons pas la calamité que nous connaissons actuellement dans les océans et les cours d'eau du monde entier. Il y a aussi la science des matériaux, pensez aux batteries, pensez à tous les constructeurs automobiles que je connais et qui ont annoncé publiquement une feuille de route très précise pour les 15 ou 20 prochaines années afin d'arriver à une électrification totale ou partielle. Cela signifie beaucoup plus de batteries dans les véhicules, et la chimie des batteries aujourd'hui n'est tout simplement pas aussi bien adaptée à ce type de mise à l'échelle qu'elle pourrait l'être, et nous devons donc vraiment repenser cela.

Il y a donc beaucoup d'applications dans ces secteurs verticaux auxquels nous pouvons penser. Il existe également différentes applications en dehors de la chimie moléculaire. Nous pouvons penser à des outils d'optimisation pour la finance, pour l'analyse des risques. Je pense qu'il y a beaucoup de travaux passionnants en cours sur le plan théorique à ce stade, sur la façon dont les ordinateurs quantiques peuvent affecter les services financiers. Ce sont là quelques-uns des premiers domaines auxquels je pense, et je pense qu'avec la vaste gamme de ressources consacrées à la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques, j'ai bon espoir que nous verrons bientôt arriver plus de qubits corrigés des erreurs. Voilà ce que j'avais à dire sur l'informatique quantique. Si nous pouvons nous tourner maintenant, Yuval, vers les autres domaines de la technologie quantique en dehors de l'informatique quantique, je pense qu'il y a aussi des domaines très excitants.

Pensez à la détection quantique. La détection quantique est en quelque sorte le revers de la médaille de l'informatique quantique. Pourquoi est-il si difficile d'avoir plus de qubits dans un ordinateur quantique ? Pourquoi y a-t-il une "touchdown zone party" chaque fois que l'on ajoute 20 qubits supplémentaires à sa machine ? La raison est qu'ils sont très fragiles, n'est-ce pas ? Il est très facile de faire décohérer un qubit s'il est soumis à un champ magnétique ou à d'autres types de stimuli externes. Mais c'est justement la raison pour laquelle les capteurs quantiques sont vraiment passionnants, et les capteurs quantiques ne sont pas nouveaux. Ils existent depuis des décennies dans le monde universitaire. En fait, le Squid est un capteur quantique qui remonte à plusieurs décennies, mais le Squid avait plusieurs problèmes, notamment le fait qu'il soit supraconducteur et qu'il doive donc être cryogénique. Et en étant cryogénique, on est évidemment limité en termes de facteurs de forme et d'idées de mise en œuvre. Mais de nouveaux types de capteurs quantiques sont apparus au cours des 20 dernières années, qui sont à température ambiante ou proche de la température ambiante, et qui ne présentent pas certains des problèmes que rencontrent les Squids.

Je pense donc que l'ère de la détection quantique est à nos portes et qu'elle sera très excitante pour nous. D'une certaine manière, nous serons plus faciles à mettre en œuvre à court terme que l'informatique quantique, car il suffit d'une poignée de qubits pour que les capteurs quantiques démarrent vraiment. Il n'est pas nécessaire de disposer d'une masse critique énorme, car il s'agit en fait de la situation inverse, c'est-à-dire que l'on veut que le monde ait des stimuli qui touchent ce capteur. Je pense donc qu'il s'agit d'un domaine tout à fait passionnant.

Je pense qu'il y aura également beaucoup de travail passionnant dans le domaine de la cybersécurité lorsque nous commencerons à développer les ordinateurs quantiques et que nous arriverons au point où nos architectures de cybersécurité devront être repensées en termes d'implémentations et de protocoles actuels. De nombreuses innovations sont déjà en cours dans ce domaine et continueront à se produire. Et encore une fois, je pense que ce que j'aimerais que les gens voient aussi, pour revenir aux ordinateurs quantiques, c'est un paradigme et un point de vue hybrides de l'avenir. J'espère qu'au fur et à mesure que de plus en plus de gens rejoignent la révolution quantique, ils verront vraiment le quantique comme faisant partie d'un paysage plus large avec l'informatique classique, les GPU et les TPU sont vraiment en train de faire d'énormes progrès en termes d'espace d'application, et je pense que nous devons combiner tous ces éléments dans une solution hybride.

Yuval: Mon avant-dernière question est la suivante : permettez-moi de vous donner une baguette magique et de dire que vous pouvez contrôler ce que Classiq et les fournisseurs de matériel et de logiciels de l'industrie quantique feront au cours des 18 prochains mois. Sur quoi voudriez-vous que nous nous concentrions ?

Jack: En ce qui concerne le matériel, je me concentrerais sur plusieurs points. Tout d'abord, pour revenir sur la question de l'éducation, je pense qu'il y a un domaine dans lequel chaque entreprise a une opportunité, et si je peux dire une responsabilité à assumer, c'est celui de l'éducation. Je pense que même une petite entreprise qui vient de lever 10 à 20 millions de dollars n'a pas beaucoup de ressources, mais il y a toujours quelque chose à faire avec une université locale pour amener plus de gens dans ce domaine et pour amener une population plus diversifiée dans ce domaine. Donc, pour les auditeurs qui travaillent dans des entreprises quantiques, ou même dans des entreprises classiques, c'est une chose à laquelle nous pouvons tous participer. Et je vous invite à me contacter via le site GitHub pour le livre, mon email est là ou d'autres moyens de me contacter via ce podcast, via Yuval.

Et je veux continuer à travailler en partenariat avec d'autres pour voir comment nous pouvons développer les aspects éducatifs. Je pense qu'il ne suffit pas de s'en tenir aux programmes traditionnels des universités. Nous devons vraiment faire en sorte que les entreprises dispensent des formations en leur sein, mais aussi qu'elles offrent des formations à leur entourage, et que tout le monde redouble d'efforts dans ce sens. C'est donc la première chose à faire, avant toute question technologique, et j'espère que les entreprises traditionnelles et les entreprises quantiques pourront s'y associer. Et c'est quelque chose auquel nous pouvons tous participer et collaborer, il y a beaucoup de place pour la collaboration.

La deuxième chose, c'est que j'espère que nous pourrons, pour les sociétés d'informatique en nuage, je pense que les sociétés d'informatique en nuage ont déjà pris un bon départ, elles fournissent de plus en plus d'outils, elles fournissent des explications sur leurs sites web, elles fournissent des sortes de zones de bac à sable sur leurs sites web pour jouer avec les machines. Je pense que c'est une très bonne chose. J'espère qu'ils continueront à offrir une option gratuite aux universitaires, aux étudiants, et pas seulement aux étudiants traditionnels inscrits à un programme diplômant, mais aussi, je pense, aux étudiants non traditionnels, n'est-ce pas ? Quelqu'un peut avoir 35 ans, 40 ans, quel que soit son âge. Ils sont maintenant des étudiants dans ce nouveau domaine, ils peuvent aussi venir à faible coût ou gratuitement pour essayer ces technologies pour les entreprises d'informatique quantique et pour les entreprises de cloud.

Troisièmement, l'abstraction. Continuons à nous diriger vers l'abstraction, une abstraction hybride combinée, de sorte que nous puissions avoir une abstraction pour notre code, à la fois pour les processus classiques auxquels nous écrivons, mais aussi pour les processus quantiques auxquels nous écrivons.

Et aussi, j'espère voir un jour l'informatique quantique distribuée, DQC. Je pense que c'est un aspect passionnant de l'avenir. Il faudra encore quelques années avant que le DQC puisse être réalisé à grande échelle, mais nous connaissons la valeur de l'informatique distribuée dans le monde classique, et je crois fermement qu'un avenir DQC est un avenir passionnant où nous incorporons des réseaux cohérents quantiques, un avenir où nous pouvons relier différents dispositifs quantiques. Certains peuvent être des dispositifs informatiques, d'autres des capteurs, mais un réseau quantique cohérent permet de relier ces différents dispositifs quantiques dans le monde entier.

Bien sûr, nous devons parvenir à des liens cohérents quantiques pour pouvoir mettre à l'échelle certaines des architectures envisagées aujourd'hui. De nombreuses entreprises d'informatique quantique que nous connaissons veulent utiliser des liens cohérents quantiques dans leurs propres laboratoires, pour relier des blocs de qubits afin d'adapter leur propre architecture. Je pense donc qu'il y a beaucoup d'enthousiasme et j'espère qu'en tant qu'industrie, nous pourrons vraiment travailler sur un avenir avec un réseau cohérent quantique. CalTech fait un excellent travail dans ce domaine, tout comme le MIT et un certain nombre d'universités en Europe. Il y a quelques initiatives initiales dans ces universités qui sont financées par les différents gouvernements, mais je pense qu'avec le temps, le DQC sera une partie importante et merveilleuse de notre avenir informatique.

Yuval: Excellent. Cela semble être beaucoup de travail pour 18 mois, mais nous ferons de notre mieux. Jack, quel est le meilleur moyen de vous contacter et d'en savoir plus sur votre travail ?

Jack: Bien sûr. Le site web, si les gens vont sur leur moteur de recherche favori, que ce soit Google ou autre, ils peuvent simplement taper GitHub, et mon nom de famille Hidary, et quantum, et vous trouverez le lien complet de GitHub. Je vous souhaite la bienvenue sur mon site web, et mon adresse électronique y figure, et je vous invite à m'envoyer un courriel. C'est juste jack@hidary.com. Vous pouvez également trouver les problèmes du livre. Nous ne fournissons pas les solutions sur le site web, parce que les professeurs nous ont demandé de les conserver. Mais les professeurs qui nous contactent peuvent obtenir le manuel de solutions, de même que les professeurs non traditionnels. Là encore, de nombreuses personnes nous ont contactés, Yuval, pour nous dire : "Je donne un cours informel dans mon entreprise et j'aimerais être considéré comme un membre de la faculté". Et c'est ce que nous faisons. Il n'est donc pas nécessaire de faire partie d'une université officielle pour le faire. Et j'espère que l'apprentissage non traditionnel, l'apprentissage continu pour les adultes sera un élément important de l'utilisation de ce manuel.

Yuval: C'est formidable, Jack, merci beaucoup de vous être joint à moi aujourd'hui.

Jack: Merci, Yuval. C'est un plaisir d'être avec vous.


A propos de "The Qubit Guy's Podcast" (Le podcast du gars de Qubit)

Animé par The Qubit Guy (Yuval Boger, notre directeur marketing), le podcast accueille des leaders d'opinion de l'informatique quantique pour discuter de questions commerciales et techniques qui ont un impact sur l'écosystème de l'informatique quantique. Nos invités fournissent des informations intéressantes sur les logiciels et algorithmes d'ordinateurs quantiques, le matériel informatique quantique, les applications clés de l'informatique quantique, les études de marché de l'industrie quantique et bien plus encore.

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