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Pourquoi les logiciels quantiques vont manger le monde

7
Juin
,
2022
Yuval Boger

La décennie qui s'est écoulée depuis que Marc Andreesen a publié "Why software will be eating the world" (Pourquoi les logiciels vont manger le monde) a prouvé qu'il avait raison. En effet, les entreprises de logiciels - de Netflix à Amazon, de Pixar à LinkedIn, de Gong à Snowflake - ont complètement bouleversé de nombreuses industries.

Mais les solutions logicielles se heurtent à un mur dans de nombreux secteurs, principalement en raison des limites de performance des ordinateurs. Prenons l'exemple des simulations moléculaires. Si nous pouvions simuler des molécules complexes, nous pourrions accélérer le développement de nouveaux matériaux pour le stockage de l'énergie et la capture du carbone, de nouveaux vaccins ou même de nouvelles méthodes de production d'engrais - qui représentent actuellement environ 1,2 % de la consommation totale d'énergie dans le monde. Mais les superordinateurs actuels peuvent à peine simuler avec précision une molécule d'eau.

Prenons l'exemple d'un camion de livraison UPS qui doit effectuer 100 arrêts pour déposer des colis. Quelle est la séquence optimale d'arrêts, et comment change-t-elle en fonction de l'évolution du trafic ou des conditions météorologiques ? Si les entreprises de logistique étaient en mesure de résoudre ces problèmes en temps réel, elles bénéficieraient d'une réduction considérable des coûts d'exploitation et d'avantages concurrentiels significatifs.

Les services financiers en sont un autre exemple. La capacité d'une entreprise à effectuer de meilleures évaluations des risques, à réagir plus rapidement aux changements du marché ou à effectuer des simulations Monte Carlo plus rapides et plus précises pour fixer le prix des options peut lui conférer un avantage concurrentiel certain par rapport à celles qui utilisent des méthodes plus anciennes, plus lentes et moins précises.

Les ordinateurs quantiques offrent une lueur d'espoir. Fondés sur les connaissances uniques de la physique quantique, les ordinateurs quantiques utilisent des propriétés quantiques uniques pour exécuter simultanément plusieurs calculs, trouver de nouveaux modèles dans des données non structurées et réaliser des améliorations exponentielles de la vitesse par rapport aux ordinateurs classiques.

Le jury ne s'est pas encore prononcé sur la meilleure façon de construire des qubits (bits quantiques) et de les combiner dans un ordinateur quantique. Certaines entreprises utilisent des qubits supraconducteurs, d'autres des atomes froids, des qubits photoniques, des qubits topologiques ou d'autres modalités. Les ordinateurs quantiques actuels ne disposent pas non plus de correction d'erreur et sont donc sensibles aux imperfections environnementales ou de fabrication. Une telle correction d'erreur est à venir, parallèlement à une augmentation spectaculaire du nombre de qubits disponibles. Mais quelle que soit la technologie gagnante, ces ordinateurs quantiques ont besoin de logiciels quantiques pour donner vie à la machine et la faire fonctionner.

L'écriture de logiciels pour les ordinateurs quantiques présente à la fois des différences et des similitudes avec le processus d'écriture de logiciels pour les ordinateurs classiques. Il est différent parce que les ingénieurs en logiciel doivent comprendre de nouveaux concepts - tels que l'intrication et la superposition - et de nouveaux blocs de construction fondamentaux - tels que les portes de Hadamard et CNOT. En même temps, il y a des similitudes. Plus précisément, les logiciels quantiques ont besoin de couches d'abstraction. Tout comme un concepteur de sites web n'a pas besoin de connaître le langage d'assemblage, un financier travaillant dans le domaine quantique veut travailler à un niveau d'abstraction plus élevé au lieu d'être très proche du matériel réel. 

Certaines de ces couches d'abstraction et la manière de créer des circuits quantiques optimisés sont encore en cours de développement. Ce qui a été développé pendant 60 ans dans le monde classique doit encore l'être dans le monde quantique, mais des entreprises comme Classiq font des progrès considérables pour combler ces lacunes. Ces couches d'abstraction permettent de pousser les logiciels quantiques vers de nouveaux sommets et, dans le même temps, d'élargir le vivier de talents en donnant même à ceux qui n'ont pas de doctorat en physique quantique la possibilité d'apporter une contribution significative à l'effort quantique de leur entreprise. 

Dans quelques années, l'infrastructure informatique et les plateformes de développement de logiciels seront entièrement en place. Les organisations qui attendront et n'exploiteront les ordinateurs quantiques qu'à ce moment-là seront désespérément à la traîne, tout comme celles qui ont ignoré le web, le commerce électronique ou l'apprentissage automatique. C'est maintenant qu'il faut commencer à explorer les technologies quantiques et à développer des compétences internes. N'attendez pas que les logiciels quantiques permettent à vos concurrents et aux nouveaux venus de l'industrie de manger vos profits ou votre part du monde des affaires. 

La décennie qui s'est écoulée depuis que Marc Andreesen a publié "Why software will be eating the world" (Pourquoi les logiciels vont manger le monde) a prouvé qu'il avait raison. En effet, les entreprises de logiciels - de Netflix à Amazon, de Pixar à LinkedIn, de Gong à Snowflake - ont complètement bouleversé de nombreuses industries.

Mais les solutions logicielles se heurtent à un mur dans de nombreux secteurs, principalement en raison des limites de performance des ordinateurs. Prenons l'exemple des simulations moléculaires. Si nous pouvions simuler des molécules complexes, nous pourrions accélérer le développement de nouveaux matériaux pour le stockage de l'énergie et la capture du carbone, de nouveaux vaccins ou même de nouvelles méthodes de production d'engrais - qui représentent actuellement environ 1,2 % de la consommation totale d'énergie dans le monde. Mais les superordinateurs actuels peuvent à peine simuler avec précision une molécule d'eau.

Prenons l'exemple d'un camion de livraison UPS qui doit effectuer 100 arrêts pour déposer des colis. Quelle est la séquence optimale d'arrêts, et comment change-t-elle en fonction de l'évolution du trafic ou des conditions météorologiques ? Si les entreprises de logistique étaient en mesure de résoudre ces problèmes en temps réel, elles bénéficieraient d'une réduction considérable des coûts d'exploitation et d'avantages concurrentiels significatifs.

Les services financiers en sont un autre exemple. La capacité d'une entreprise à effectuer de meilleures évaluations des risques, à réagir plus rapidement aux changements du marché ou à effectuer des simulations Monte Carlo plus rapides et plus précises pour fixer le prix des options peut lui conférer un avantage concurrentiel certain par rapport à celles qui utilisent des méthodes plus anciennes, plus lentes et moins précises.

Les ordinateurs quantiques offrent une lueur d'espoir. Fondés sur les connaissances uniques de la physique quantique, les ordinateurs quantiques utilisent des propriétés quantiques uniques pour exécuter simultanément plusieurs calculs, trouver de nouveaux modèles dans des données non structurées et réaliser des améliorations exponentielles de la vitesse par rapport aux ordinateurs classiques.

Le jury ne s'est pas encore prononcé sur la meilleure façon de construire des qubits (bits quantiques) et de les combiner dans un ordinateur quantique. Certaines entreprises utilisent des qubits supraconducteurs, d'autres des atomes froids, des qubits photoniques, des qubits topologiques ou d'autres modalités. Les ordinateurs quantiques actuels ne disposent pas non plus de correction d'erreur et sont donc sensibles aux imperfections environnementales ou de fabrication. Une telle correction d'erreur est à venir, parallèlement à une augmentation spectaculaire du nombre de qubits disponibles. Mais quelle que soit la technologie gagnante, ces ordinateurs quantiques ont besoin de logiciels quantiques pour donner vie à la machine et la faire fonctionner.

L'écriture de logiciels pour les ordinateurs quantiques présente à la fois des différences et des similitudes avec le processus d'écriture de logiciels pour les ordinateurs classiques. Il est différent parce que les ingénieurs en logiciel doivent comprendre de nouveaux concepts - tels que l'intrication et la superposition - et de nouveaux blocs de construction fondamentaux - tels que les portes de Hadamard et CNOT. En même temps, il y a des similitudes. Plus précisément, les logiciels quantiques ont besoin de couches d'abstraction. Tout comme un concepteur de sites web n'a pas besoin de connaître le langage d'assemblage, un financier travaillant dans le domaine quantique veut travailler à un niveau d'abstraction plus élevé au lieu d'être très proche du matériel réel. 

Certaines de ces couches d'abstraction et la manière de créer des circuits quantiques optimisés sont encore en cours de développement. Ce qui a été développé pendant 60 ans dans le monde classique doit encore l'être dans le monde quantique, mais des entreprises comme Classiq font des progrès considérables pour combler ces lacunes. Ces couches d'abstraction permettent de pousser les logiciels quantiques vers de nouveaux sommets et, dans le même temps, d'élargir le vivier de talents en donnant même à ceux qui n'ont pas de doctorat en physique quantique la possibilité d'apporter une contribution significative à l'effort quantique de leur entreprise. 

Dans quelques années, l'infrastructure informatique et les plateformes de développement de logiciels seront entièrement en place. Les organisations qui attendront et n'exploiteront les ordinateurs quantiques qu'à ce moment-là seront désespérément à la traîne, tout comme celles qui ont ignoré le web, le commerce électronique ou l'apprentissage automatique. C'est maintenant qu'il faut commencer à explorer les technologies quantiques et à développer des compétences internes. N'attendez pas que les logiciels quantiques permettent à vos concurrents et aux nouveaux venus de l'industrie de manger vos profits ou votre part du monde des affaires. 

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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