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Le retour sur investissement de l'informatique quantique
Et s'il existait une technologie permettant à votre organisation d'accélérer considérablement sa réaction à des événements extérieurs ou d'effectuer des simulations que vos concurrents ne peuvent égaler ? Et si vous pouviez optimiser les itinéraires d'expédition face à des conditions changeantes, découvrir de nouveaux matériaux, déterminer le prix des options rapidement et avec précision ?
L'informatique quantique est cette technologie. Elle existe aujourd'hui et est sur le point d'avoir un impact profond sur de nombreuses industries au cours des deux prochaines années. Des organisations du monde entier constituent des équipes pour explorer les premières applications de l'informatique quantique, motivées par le fait qu'elles ne peuvent pas se permettre de rester à la traîne. Les gouvernements comprennent également que l'informatique quantique est une technologie stratégique et investissent des milliards de dollars dans des centres d'excellence, des bourses de recherche et des partenariats public-privé.
D'où vient cette accélération ? Les ordinateurs classiques utilisent des bits binaires qui prennent la valeur 0 ou 1 à tout moment. Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, appelés qubits, qui peuvent être une combinaison simultanée de 0 et de 1. C'est là que les choses deviennent intéressantes. Un ordinateur classique de 10 bits peut contenir l'une des 1 024 valeurs et analyser une de ces valeurs à la fois. Un ordinateur quantique de 10 qubits peut contenir simultanément une combinaison de 1 024 valeurs et analyser simultanément ces 1 024 valeurs potentielles. Un ordinateur quantique de 20 qubits peut analyser un million d'options en même temps. Un ordinateur de 300 qubits, qui devrait être disponible dans deux ans, peut examiner plus d'options qu'il n'y a d'atomes dans l'univers. Les ordinateurs quantiques offrent donc la possibilité d'une accélération exponentielle des temps de traitement.
Prenons l'exemple d'un circuit UPS qui doit livrer 100 colis à différents endroits. Quelle est la séquence optimale d'arrêts ? Quelle est la séquence la plus rapide ? Quelle est la plus rentable ? Quel est l'itinéraire qui a le moins d'impact sur l'environnement ? Cet itinéraire optimal peut changer au cours de la journée en fonction de l'évolution du trafic ou des conditions météorologiques. Les compagnies maritimes mondiales ont dû se démener lorsque le canal de Suez a été récemment bloqué. Les ordinateurs quantiques peuvent résoudre ce type de problème (appelé "problème du voyageur de commerce") de manière très efficace. Si Uber, UPS ou une compagnie maritime internationale pouvait économiser, par exemple, 15 à 20 % de ses coûts de transport, cela se traduirait par un formidable avantage concurrentiel, d'une valeur considérable en termes de résultats. Volkswagen est une entreprise qui a expérimenté l'optimisation du trafic.
Un autre problème à plusieurs variables est celui de la fixation du prix des options. Qu'il s'agisse de contrats à terme sur le bétail, de barils de pétrole ou simplement d'options sur actions, leur valeur dépend de nombreux facteurs. Les analystes créent des modèles sophistiqués et effectuent ensuite des simulations de Monte-Carlo pour déterminer la valeur attendue. Les ordinateurs quantiques peuvent effectuer ces simulations plus rapidement, et potentiellement avec davantage de variables. Les implications financières sont évidentes. Les grandes sociétés financières - Visa et J.P. Morgan en sont deux exemples - disposent déjà d'équipes quantiques composées de scientifiques de l'information quantique hautement qualifiés pour relever ce type de défi.
La découverte de médicaments et la recherche de nouveaux matériaux nécessitent des simulations qui retracent la manière dont les atomes et les électrons interagissent les uns avec les autres. Mais même les ordinateurs classiques les plus puissants ne peuvent simuler que les molécules les plus simples. Le lauréat du prix Nobel Richard Feynman a déclaré : "La nature n'est pas classique... et si vous voulez faire une simulation de la nature, vous feriez mieux de la faire en mécanique quantique". Les ordinateurs quantiques sont beaucoup mieux adaptés à la simulation des phénomènes quantiques et sont capables d'analyser des molécules beaucoup plus sophistiquées, ce qui élimine une grande partie des conjectures et raccourcit considérablement le temps nécessaire à la recherche de nouveaux médicaments ou matériaux. Roche, par exemple, est une entreprise qui explore les implications pharmaceutiques de l'informatique quantique. Comme nous l'ont appris les récents projets de développement de vaccins, il est très lucratif d'être le premier à proposer un produit fonctionnel.
Les principaux cabinets d'analystes l'ont également remarqué. Gartner a prédit que d'ici à 2023, 20 % des organisations établiront un budget pour des projets d'informatique quantique. En juillet 2021, le Boston Consulting Group a estimé que l'informatique quantique pourrait créer une valeur de 450 à 850 milliards de dollars au cours des 15 à 30 prochaines années, et qu'une valeur de 5 à 10 milliards de dollars pourrait commencer à s'accumuler pour les utilisateurs et les fournisseurs dès les trois à cinq prochaines années.
Cela dit, les ordinateurs quantiques sont loin d'être une panacée. Les calculs arithmétiques, par exemple, sont bien mieux gérés par les ordinateurs classiques. Il en va de même pour les E/S, les graphiques et l'interface utilisateur. Organiser des réunions Zoom sur des ordinateurs quantiques ? Ce n'est pas une bonne idée. Il est probable qu'au moins à court terme, les solutions industrielles seront hybrides classique/quantique. Tout comme les machines de jeu ont un CPU et un GPU qui collaborent pour offrir la meilleure expérience à l'utilisateur, les solutions alimentées par des ordinateurs quantiques seront en partie classiques et en partie quantiques. La partie classique envelopperait le circuit quantique : récupérer les données, les transmettre à l'algorithme quantique, puis extraire les résultats et passer aux étapes suivantes.
Les entreprises dépensent déjà près de 40 milliards de dollars par an en calcul de haute performance. Si les ordinateurs quantiques peuvent effectuer certains de ces calculs plus rapidement, voire beaucoup plus rapidement, il est possible d'obtenir un retour sur investissement immédiat. En effet, Bob Sorensen, vice-président senior d'Hyperion Research, a déclaré que "l'informatique quantique est la prochaine étape logique pour les organisations qui exploitent l'informatique à haute performance. Je pense que l'informatique et les algorithmes quantiques seraient plus justement décrits comme des accélérateurs quantiques, car ils peuvent permettre aux organisations de divers secteurs de bénéficier de nouveaux gains d'efficacité, d'économies et de rapidité pour devenir plus efficaces et plus compétitives".
Dans combien de temps l'informatique quantique pourra-t-elle offrir ces avantages ? Il existe plusieurs façons de mesurer la capacité des machines quantiques et l'une des mesures les plus répandues est le nombre de qubits (bits quantiques). Un plus grand nombre de qubits permet d'exécuter des algorithmes plus sophistiqués avec plus d'entrées et plus de fonctionnalités. IBM, par exemple, a décrit sa feuille de route en matière d'informatique quantique, qui montre une croissance de 27 qubits en 2019 à 127 qubits en 2021 et à plus de 1 100 qubits en 2023 - une progression plus rapide que la loi de Moore pour les ordinateurs classiques. Ces progrès semblent permettre de nombreuses applications lorsqu'ils sont associés à l'environnement logiciel adéquat.
Quand les ordinateurs quantiques atteindront-ils un véritable "avantage quantique", c'est-à-dire qu'ils effectueront des calculs qui ne pourront jamais être réalisés par des ordinateurs classiques ? Certains affirment que cela n'a pas d'importance. Hyperion Research est un cabinet d'analyse spécialisé dans l'informatique de haute performance. Bob Sorensen, vice-président senior d'Hyperion, a rendu compte d'une enquête récemment menée par le cabinet. Il affirme que "plus de la moitié des entreprises interrogées ont déclaré que même une amélioration des performances de 50 fois les amènerait à envisager sérieusement l'informatique quantique... elles ne sont pas intéressées par la suprématie quantique".
Mais pour une organisation donnée, apprendre à tirer parti des ordinateurs quantiques est un processus, et non un miracle du jour au lendemain. Nous voyons souvent des entreprises mettre en place des équipes quantiques exploratoires, identifier des cas d'utilisation potentiels dans l'ensemble de l'entreprise, puis réaliser de courtes preuves de concept pour valider leurs hypothèses. Nous aidons ces équipes en leur fournissant une plateforme de développement logiciel qui leur permet de transformer rapidement leurs idées en circuits quantiques fonctionnels. Grâce à ce processus, les entreprises apprennent à séparer le battage médiatique de la réalité et à mieux comprendre ce qui est réalisable aujourd'hui, ce qui doit attendre un an ou deux, et ce qui ne le sera peut-être que dans une décennie. Elles développent également leur expertise quantique interne afin d'être des leaders et non des suiveurs rapides (ou lents).
Si vous avez tardé à adopter l'internet, les appareils mobiles ou l'informatique en nuage, vous avez placé votre organisation dans une position stratégique désavantageuse. Nous approchons du moment où l'informatique quantique pourrait être classée dans cette catégorie : commencez à apprendre ou rattrapez votre retard pendant de nombreuses années.
Et s'il existait une technologie permettant à votre organisation d'accélérer considérablement sa réaction à des événements extérieurs ou d'effectuer des simulations que vos concurrents ne peuvent égaler ? Et si vous pouviez optimiser les itinéraires d'expédition face à des conditions changeantes, découvrir de nouveaux matériaux, déterminer le prix des options rapidement et avec précision ?
L'informatique quantique est cette technologie. Elle existe aujourd'hui et est sur le point d'avoir un impact profond sur de nombreuses industries au cours des deux prochaines années. Des organisations du monde entier constituent des équipes pour explorer les premières applications de l'informatique quantique, motivées par le fait qu'elles ne peuvent pas se permettre de rester à la traîne. Les gouvernements comprennent également que l'informatique quantique est une technologie stratégique et investissent des milliards de dollars dans des centres d'excellence, des bourses de recherche et des partenariats public-privé.
D'où vient cette accélération ? Les ordinateurs classiques utilisent des bits binaires qui prennent la valeur 0 ou 1 à tout moment. Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, appelés qubits, qui peuvent être une combinaison simultanée de 0 et de 1. C'est là que les choses deviennent intéressantes. Un ordinateur classique de 10 bits peut contenir l'une des 1 024 valeurs et analyser une de ces valeurs à la fois. Un ordinateur quantique de 10 qubits peut contenir simultanément une combinaison de 1 024 valeurs et analyser simultanément ces 1 024 valeurs potentielles. Un ordinateur quantique de 20 qubits peut analyser un million d'options en même temps. Un ordinateur de 300 qubits, qui devrait être disponible dans deux ans, peut examiner plus d'options qu'il n'y a d'atomes dans l'univers. Les ordinateurs quantiques offrent donc la possibilité d'une accélération exponentielle des temps de traitement.
Prenons l'exemple d'un circuit UPS qui doit livrer 100 colis à différents endroits. Quelle est la séquence optimale d'arrêts ? Quelle est la séquence la plus rapide ? Quelle est la plus rentable ? Quel est l'itinéraire qui a le moins d'impact sur l'environnement ? Cet itinéraire optimal peut changer au cours de la journée en fonction de l'évolution du trafic ou des conditions météorologiques. Les compagnies maritimes mondiales ont dû se démener lorsque le canal de Suez a été récemment bloqué. Les ordinateurs quantiques peuvent résoudre ce type de problème (appelé "problème du voyageur de commerce") de manière très efficace. Si Uber, UPS ou une compagnie maritime internationale pouvait économiser, par exemple, 15 à 20 % de ses coûts de transport, cela se traduirait par un formidable avantage concurrentiel, d'une valeur considérable en termes de résultats. Volkswagen est une entreprise qui a expérimenté l'optimisation du trafic.
Un autre problème à plusieurs variables est celui de la fixation du prix des options. Qu'il s'agisse de contrats à terme sur le bétail, de barils de pétrole ou simplement d'options sur actions, leur valeur dépend de nombreux facteurs. Les analystes créent des modèles sophistiqués et effectuent ensuite des simulations de Monte-Carlo pour déterminer la valeur attendue. Les ordinateurs quantiques peuvent effectuer ces simulations plus rapidement, et potentiellement avec davantage de variables. Les implications financières sont évidentes. Les grandes sociétés financières - Visa et J.P. Morgan en sont deux exemples - disposent déjà d'équipes quantiques composées de scientifiques de l'information quantique hautement qualifiés pour relever ce type de défi.
La découverte de médicaments et la recherche de nouveaux matériaux nécessitent des simulations qui retracent la manière dont les atomes et les électrons interagissent les uns avec les autres. Mais même les ordinateurs classiques les plus puissants ne peuvent simuler que les molécules les plus simples. Le lauréat du prix Nobel Richard Feynman a déclaré : "La nature n'est pas classique... et si vous voulez faire une simulation de la nature, vous feriez mieux de la faire en mécanique quantique". Les ordinateurs quantiques sont beaucoup mieux adaptés à la simulation des phénomènes quantiques et sont capables d'analyser des molécules beaucoup plus sophistiquées, ce qui élimine une grande partie des conjectures et raccourcit considérablement le temps nécessaire à la recherche de nouveaux médicaments ou matériaux. Roche, par exemple, est une entreprise qui explore les implications pharmaceutiques de l'informatique quantique. Comme nous l'ont appris les récents projets de développement de vaccins, il est très lucratif d'être le premier à proposer un produit fonctionnel.
Les principaux cabinets d'analystes l'ont également remarqué. Gartner a prédit que d'ici à 2023, 20 % des organisations établiront un budget pour des projets d'informatique quantique. En juillet 2021, le Boston Consulting Group a estimé que l'informatique quantique pourrait créer une valeur de 450 à 850 milliards de dollars au cours des 15 à 30 prochaines années, et qu'une valeur de 5 à 10 milliards de dollars pourrait commencer à s'accumuler pour les utilisateurs et les fournisseurs dès les trois à cinq prochaines années.
Cela dit, les ordinateurs quantiques sont loin d'être une panacée. Les calculs arithmétiques, par exemple, sont bien mieux gérés par les ordinateurs classiques. Il en va de même pour les E/S, les graphiques et l'interface utilisateur. Organiser des réunions Zoom sur des ordinateurs quantiques ? Ce n'est pas une bonne idée. Il est probable qu'au moins à court terme, les solutions industrielles seront hybrides classique/quantique. Tout comme les machines de jeu ont un CPU et un GPU qui collaborent pour offrir la meilleure expérience à l'utilisateur, les solutions alimentées par des ordinateurs quantiques seront en partie classiques et en partie quantiques. La partie classique envelopperait le circuit quantique : récupérer les données, les transmettre à l'algorithme quantique, puis extraire les résultats et passer aux étapes suivantes.
Les entreprises dépensent déjà près de 40 milliards de dollars par an en calcul de haute performance. Si les ordinateurs quantiques peuvent effectuer certains de ces calculs plus rapidement, voire beaucoup plus rapidement, il est possible d'obtenir un retour sur investissement immédiat. En effet, Bob Sorensen, vice-président senior d'Hyperion Research, a déclaré que "l'informatique quantique est la prochaine étape logique pour les organisations qui exploitent l'informatique à haute performance. Je pense que l'informatique et les algorithmes quantiques seraient plus justement décrits comme des accélérateurs quantiques, car ils peuvent permettre aux organisations de divers secteurs de bénéficier de nouveaux gains d'efficacité, d'économies et de rapidité pour devenir plus efficaces et plus compétitives".
Dans combien de temps l'informatique quantique pourra-t-elle offrir ces avantages ? Il existe plusieurs façons de mesurer la capacité des machines quantiques et l'une des mesures les plus répandues est le nombre de qubits (bits quantiques). Un plus grand nombre de qubits permet d'exécuter des algorithmes plus sophistiqués avec plus d'entrées et plus de fonctionnalités. IBM, par exemple, a décrit sa feuille de route en matière d'informatique quantique, qui montre une croissance de 27 qubits en 2019 à 127 qubits en 2021 et à plus de 1 100 qubits en 2023 - une progression plus rapide que la loi de Moore pour les ordinateurs classiques. Ces progrès semblent permettre de nombreuses applications lorsqu'ils sont associés à l'environnement logiciel adéquat.
Quand les ordinateurs quantiques atteindront-ils un véritable "avantage quantique", c'est-à-dire qu'ils effectueront des calculs qui ne pourront jamais être réalisés par des ordinateurs classiques ? Certains affirment que cela n'a pas d'importance. Hyperion Research est un cabinet d'analyse spécialisé dans l'informatique de haute performance. Bob Sorensen, vice-président senior d'Hyperion, a rendu compte d'une enquête récemment menée par le cabinet. Il affirme que "plus de la moitié des entreprises interrogées ont déclaré que même une amélioration des performances de 50 fois les amènerait à envisager sérieusement l'informatique quantique... elles ne sont pas intéressées par la suprématie quantique".
Mais pour une organisation donnée, apprendre à tirer parti des ordinateurs quantiques est un processus, et non un miracle du jour au lendemain. Nous voyons souvent des entreprises mettre en place des équipes quantiques exploratoires, identifier des cas d'utilisation potentiels dans l'ensemble de l'entreprise, puis réaliser de courtes preuves de concept pour valider leurs hypothèses. Nous aidons ces équipes en leur fournissant une plateforme de développement logiciel qui leur permet de transformer rapidement leurs idées en circuits quantiques fonctionnels. Grâce à ce processus, les entreprises apprennent à séparer le battage médiatique de la réalité et à mieux comprendre ce qui est réalisable aujourd'hui, ce qui doit attendre un an ou deux, et ce qui ne le sera peut-être que dans une décennie. Elles développent également leur expertise quantique interne afin d'être des leaders et non des suiveurs rapides (ou lents).
Si vous avez tardé à adopter l'internet, les appareils mobiles ou l'informatique en nuage, vous avez placé votre organisation dans une position stratégique désavantageuse. Nous approchons du moment où l'informatique quantique pourrait être classée dans cette catégorie : commencez à apprendre ou rattrapez votre retard pendant de nombreuses années.
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.
Si vous souhaitez proposer un invité pour le podcast, veuillez nous contacter.
