La Quantum Energy Initiative (QEI) est une initiative visant à structurer une nouvelle communauté au tour de l’énergétique du quantique. Elle a été con-fondée en août 2022 par Alexia Auffèves (CNRS MajuLab, CQT, Singapour), Olivier Ezratty (consultant, auteur), Janine Splettstoesser (Université Chalmers) et Robert Whitney (CNRS LPMMC, Grenoble), suite à la prise de position d’Alexia Auffèves « Quantum Technologies need a quantum energy initiative » publiée dans PRX Quantum en juin 2022.
Contexte
La QEI est partie du constat que les coûts énergétiques des technologies de l’information et de la communication augmente de manière importante, alors que les feuilles de route quantiques peuvent sous-estimer le coût des ressources physiques des technologies quantiques. Pour y répondre, la QEI appelle à la création d’une ligne de recherche internationale et interdisciplinaire pour comprendre, modéliser et optimiser l’efficacité des ressources physiques des technologies quantiques, en tenant compte à la fois des parties quantiques et classiques des machines quantiques. Ce faisant, elle vise à développer une communauté qui fournira un cap à la recherche d’avantages énergétiques quantiques, grâce auxquels les machines quantiques consommeront moins que leurs homologues classiques. La QEI vise l’innovation responsable dans un monde fini. Elle a pris de l’ampleur depuis sa création et rassemble aujourd’hui plus de 400 participants de 60 pays. De grands partenaires industriels ont apporté leur soutien.
Missions et objectifs
Créer une communauté de recherche internationale et interdisciplinaire pour partager des techniques et des perspectives, avec des objectifs concrets tels que :
- Créer des lignes de recherche interdisciplinaires afin d’établir de nouvelles feuilles de route pour les technologies quantiques à haut rendement énergétique.
- Contribuer à l’étalonnage en élaborant des normes d’efficacité des ressources pour les machines quantiques.
- Évaluer l’existence d’un avantage énergétique quantique et trouver les conditions réalistes pour le mettre en œuvre.
- Comparer diverses technologies de qubits et diverses stratégies algorithmiques/logicielles avec des chiffres de mérite énergétiques.
- S’intéresser à toutes les technologies quantiques : calcul, simulation, communication, détection et métrologie, apprentissage automatique quantique.
- Influencer les stratégies quantiques et les programmes de recherche dans le monde entier.
Pourquoi l’interdisciplinarité ?
Le concept clé de la QEI est l’efficacité des ressources des machines quantiques, qui est le rapport entre la performance et le coût des ressources. La performance résulte d’optimisations effectuées au niveau quantique par des physiciens quantiques et des informaticiens, tandis que la plupart des ressources sont consommées au niveau classique par les technologies habilitantes. Ainsi, la minimisation du coût des ressources pour une performance cible donnée implique des optimisations complexes mêlant différents niveaux de description et domaines d’expertise. Une méthodologie interdisciplinaire appelée MNR (pour Metric-Noise-Resource) a été proposée pour réaliser de telles optimisations.
Exemples de projets de recherche financés
Dans le cadre du projet BACQ, il est prévue la construction d’étalons quantiques énergétiques agnostiques sur le plan matériel.
Dans le cadre du programme HQI, il es prévu d’étudier le coût des ressources et l’efficacité des ordinateurs quantiques à court terme.
Plus récemment, Bpifrance a financé le projet « OECQ », d’une durée de 5 ans, entièrement dédié à l’optimisation de l’efficacité énergétique de processeurs quantiques réels exécutant des tâches d’intérêt industriel définies par la société EDF et les startups quantiques Alice & Bob et Quandela.
L’écosystème de Singapour joue un rôle important dans le développement de la QEI. Les idées promues par la QEI ont donné lieu à un projet de démarrage entre Eviden, IHPC-A*Star et MajuLab, afin d’explorer le coût énergétique des ordinateurs quantiques à court terme. Singapour, par l’intermédiaire du Quantum Engineering Program et du Centre for Quantum Technologies, a joué un rôle déterminant dans l’organisation du premier atelier QEI.
