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Atos s’allie avec la start-up Pasqal pour développer un accélérateur quantique à 50 qubits d'ici deux ans

Kevin Poireault

Mis à jour le 05/11/2020 à 11h21

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Atos s’allie avec la start-up Pasqal pour développer un accélérateur quantique à 50 qubits d'ici deux ans

© Atos

Atos a annoncé ce 4 novembre s'allier avec la start-up française Pasqal pour développer un accélérateur quantique s'appuyant sur la technologie des atomes froids de la jeune pousse. En ligne de mire : des systèmes de calcul haute performance hybrides exploitables à court terme.

Deux porte-drapeaux du calcul quantique en France joignent leurs forces. Ce mercredi 4 novembre, Atos a annoncé un partenariat avec la start-up Pasqal pour développer un accélérateur quantique pour les systèmes de calcul haute performance (HPC). Cette technologie permettrait de renforcer les capacités de calcul des ordinateurs actuels et de développer ainsi des systèmes hybrides de HPC quantique utilisables à court terme. L’annonce est survenue en pleine conférence Quantum Computing Business, organisée pour la deuxième année consécutive par Bpifrance.

« La collaboration mènera à l’intégration de la technologie de Pasqal dans l’environnement des solutions HPC d’Atos », indique le champion européen des supercalculateurs dans un communiqué.  Elle s’inscrit dans l’objectif d’Atos de « dévoiler un accélérateur quantique à 50 qubits d’ici 2022 », précise Philippe Duluc, CTO d’Atos, interrogé par Industrie & Technologies.

Crée en mars 2019 par un chercheur et un ingénieur de l’Institut d’optique, à Palaiseau, Antoine Browaeys et Georges-Olivier Reymond, Pasqal développe une technologie basé sur les atomes froids. Il s’agit de refroidir des atomes de rubidium, un métal alcalin, grâce à des lasers, jusqu’à une très basse température de l’ordre de quelques millièmes de Kelvin, tout prêt du zéro absolu (−273,15 °C), ce qui permet de réduire la vitesse moyenne des atomes à quelques centimètres par seconde.

« Ce sont des atomes dont on a réduit l’agitation thermique à un tel point qu’ils deviennent manipulables par laser, avec des forces extrêmement faibles, que l’on ne pourrait pas appliquer avec des atomes qui se déplacent à température ambiante », résume, dans le podcast Decode Quantum, Antoine Browaeys, directeur de recherche au CNRS et pilote de l’équipe de recherche « Optique quantique et atomes froids » du Laboratoire Charles Fabry de l’Institut d’optique.

Comment fabrique-t-on des qubits basés sur des atomes froids ?

« Il faut pouvoir réaliser ces cycles d’absorption et d’émission de lumière un très grand nombre de fois par seconde », ajoute-t-il. C’est pourquoi la start-up a fait le choix du rubidium, qui répond à ce critère. Ces atomes sont placés dans un état de Rydberg, un état d’excitation extrême qui permet d’éloigner les charges positive et négative au sein de l’atome afin de créer un dipôle électrique, ce qui fait que « deux atomes proches l’un de l’autre interagissent à très grande échelle, par rapport à ce qu’il se passerait si on les laissait dans leur état fondamental ». Le but ultime de ces manœuvres : pouvoir contrôler ces atomes de rubidium et les utiliser comme qubits dans un système de calculateur quantique.

Grâce à cette technologie, Pasqal est aujourd’hui en mesure de maîtriser un système à 100 qubits, alors que les circuits supraconducteurs, la méthode quantique la plus avancée à ce jour, sont actuellement limités à environ 50 qubits. Ses équipes planchent désormais sur un système à 200 qubits.

Un accélérateur quantique à 50 qubits d’ici 2022

Pour sa part, Atos étudie depuis plus de deux ans les possibilités d'accélération offertes par les atomes froids et contribue aux progrès de la recherche en développant les logiciels spécifiques à cette technologie, ce qui a donné lieu à plusieurs publications scientifiques et au dépôt de brevets. « Comme l'a encore exposé Elie Girard à l'évènement QCB ce mercredi, Atos est engagé dans la course vers la vraie suprématie quantique, celle qui résoudra des problèmes pour ses utilisateurs industriels », souligne à Industrie & Technologies Cyril Allouche, directeur du programme de R&D quantique chez Atos.

Cette collaboration passera par l'intégration de la technologie de Pasqal dans l'environnement des solutions HPC d'Atos, et notamment dans sa plate-forme de développement de logiciels et d’émulation quantique, l'Atos Quantum Learning Machine (QLM), qui combinera l'expertise d'Atos en matière d'algorithmique avec les processeurs de développement de Pasqal.

« Depuis le lancement de son programme de recherche dédié, Atos a adopté une approche multi-technologique, qui se traduit par le support dans Atos QLM de différents systèmes quantiques, tels que les supraconducteurs [avec la start-up finlandaise IQM, ndlr], les ions piégés [avec la start-up AQT, issue de l’université d’Innsbruck en Autriche, ndlr], les atomes neutres et d'autres dont nous ne parlons pas encore publiquement, a déclaré Cyril Allouche, directeur du programme de R&D quantique chez Atos, dans un communiqué. Nous espérons ainsi permettre à nos utilisateurs d'expérimenter et de développer leurs applications quantiques sur le plus large éventail possible de technologies quantiques. »

« Concrètement, la plateforme Pasqal sera connectée à la plateforme quantique d'Atos, la QLM, qui l'utilisera comme coprocesseur quantique, de la même manière qu'un processeur délègue des calculs graphiques à une carte graphique, précise-t-il à Industrie & Technologies. C'est ce qu'on appelle le calcul hybride classique/quantique, et c'est le mode d'intégration des technologies quantiques sur lequel la quasi-totalité des constructeurs s'accordent. Plus concrètement encore, les utilisateurs écriront leurs applications dans l'environnement de programmation de la QLM, avec notre langage pyAQASM, basé sur python, et nos compilateurs "quantiques" génèreront les instructions bas niveau du hardware Pasqal, et en séquenceront les instructions. Tout ceci sera fait en environnement de supercalcul, la QLM amenant également tout l'interfaçage nécessaire. Les utilisateurs visés sont avant tout les grands centres de calcul publics ou privés. »


 

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