Informatique quantique 101 : qu’est-ce que c’est et pourquoi est-ce important pour le secteur de l’énergie?

Lors d’un épisode fascinant du balado Parlons transition énergétique, l’animatrice Maida Zahid discute avec Curtis Nybo, un expert en informatique quantique, pour démystifier cette technologie révolutionnaire. À titre de directeur-conseil expert en intelligence artificielle (IA) et en informatique quantique chez CGI, Curtis présente ses perspectives quant à l’informatique quantique, ses applications clés dans le secteur de l’énergie et des services publics ainsi que son potentiel de révolutionner plusieurs secteurs d’activité.

En quoi diffère l’informatique quantique?

Les ordinateurs classiques traitent les données à l'aide de bits binaires, qui sont physiquement représentés par de minuscules charges électriques ou transistors, agissant comme des commutateurs existant comme 0 ou 1. Les ordinateurs quantiques, en revanche, utilisent des qubits, qui peuvent être physiquement réalisés à l'aide de particules subatomiques, telles que des ions piégés, des photons ou des spins d'électrons. Ces qubits exploitent trois principes quantiques uniques :

• Superposition – Les qubits peuvent exister dans plusieurs états simultanément, ce qui accroît grandement la puissance de calcul.
• Enchevêtrement – Les qubits peuvent être intrinsèquement liés entre de grandes distances, ce qui permet le traitement parallèle de calculs.
• Interférence – Les ordinateurs quantiques utilisent l’interférence quantique pour amplifier les bonnes solutions et, en même temps, supprimer les mauvaises.

Ces propriétés permettent aux ordinateurs quantiques de traiter l’information d’une façon impossible pour les ordinateurs classiques, ce qui permet de concevoir des capacités de résolution de problèmes plus rapides et complexes.

Différents types d’ordinateurs quantiques

Ce ne sont pas tous les ordinateurs quantiques qui fonctionnent de la même façon. Curtis explique les deux principaux types :

• Ordinateurs à recuit quantique – : Technique de calcul quantique idéale pour l’optimisation des problèmes et permettant aux ordinateurs de rechercher l’état fondamental dans un système.
• Ordinateurs à porte quantique – : Universels, ces ordinateurs tirent parti des portes quantiques pour accomplir des tâches comme la cryptographie, des simulations complexes et la découverte de matériaux.

Exemples concrets dans le secteur de l’énergie et des services publics

L’informatique quantique n’est pas que théorie; elle fait déjà sa marque dans tous les secteurs d’activité. Au sein de celui de l’énergie et des services publics, certaines applications clés comprennent :

• Optimisation des infrastructures – Le recuit quantique peut aider à résoudre des problèmes d'optimisation complexes, tels que l'efficacité des réseaux électriques, la distribution de l'énergie et l'équilibrage des charges. Cela permet d'assurer une gestion de l'énergie plus durable et plus rentable.
• Optimisation du pétrole et du gaz – L'informatique quantique peut améliorer la modélisation du sous-sol, les simulations de réservoirs et la logistique de la chaîne d'approvisionnement, réduisant ainsi l'impact sur l'environnement.
• Technologie de batterie – : Les simulations quantiques peuvent aider à découvrir de nouveaux matériaux pour des batteries plus efficaces et à densité plus élevée.
• Stockage d’énergie renouvelable – : Comprendre la chimie des batteries à une échelle atomique peut mener à de meilleures solutions de stockage pour l’énergie solaire et éolienne.
• • Piles à combustible à base d’hydrogène et captage du carbone – : L’informatique quantique contribue à l’optimisation des catalyseurs pour la production de piles à combustible à base d’hydrogène ainsi que la modélisation de molécules de captage du carbone pour des solutions d’énergie plus propres.
• Cybersécurité pour les infrastructures critiques - La cryptographie quantique peut sécuriser les réseaux et les infrastructures énergétiques contre les futures cybermenaces, garantissant ainsi leur fiabilité et leur résilience.

"Les ordinateurs quantiques nous permettent de simuler des molécules avec une précision beaucoup plus grande, ce qui ouvre la voie à de nouveaux matériaux et à des solutions de stockage de l'énergie." 

Le futur de l’informatique quantique

Bien que l’informatique quantique ne soit pas une « solution magique » à tous les défis informatiques, son potentiel est indéniable. Différents secteurs d’activité comme ceux de la pharmacologie, de la science des matériaux et de l’énergie tirent déjà avantage des avancées en informatique quantique pour repousser les limites de l’innovation.

Comme Curtis le souligne, cela marque le commencement de l’ère quantique, à mesure que la technologie continue d’évoluer et d’ouvrir la voie à de nouvelles possibilités. Restez à l’affût pour la deuxième partie de cette discussion, à venir bientôt.

Écoutez d’autres balados de cette série pour en apprendre davantage sur la transition énergétique.