HPCQS, le projet pilote hybride paneuropéen HPC/quantique de quatre ans, vise à développer, déployer et coordonner une infrastructure fédérée européenne basée sur le cloud, intégrant étroitement deux ordinateurs quantiques, chacun contrôlant plus de 100 qubits (bits quantiques) dans les systèmes HPC de niveau 0 Joliot-Curie de GENCI, exploités au CEA/TGCC, et le superordinateur modulaire JUWELS au Jülich Supercomputing Centre (JSC). Soutenu par l'entreprise commune européenne de calcul de haute performance (EuroHPC JU) et six pays européens (Autriche, France, Allemagne, Irlande, Italie et Espagne), et géré par JSC, HPCQS a débuté en décembre 2021.
L'intégration transparente du matériel quantique avec les ressources informatiques classiques, créant un système hybride, est un pas en avant essentiel pour utiliser la puissance des ordinateurs quantiques pour gérer les premières applications pratiques. HPCQS créera et fournira également un environnement de programmation complet et agro-indu matériel fabriqué en Europe pour le calcul quantique et les applications hybrides HPC quantique conçues pour les utilisateurs finaux.
Afin d'atteindre ces objectifs, GENCI et Forschungszentrum Jülich - avec le soutien de l'EuroHPC JU - ont lancé une procédure conjointe basée sur un PPI (Public Procurement of Innovative Solutions) pour acquérir deux simulateurs quantiques capables de contrôler au moins 100 qubits. Ce PPI a abouti au choix du simulateur quantique analogique de Fresnel fourni par PASQAL, une start-up française. S'en filer à la technologie des atomes neutres disposés en réseaux 2D/3D de pinces optiques et interagissant dans leurs états Rydberg. Chaque Fresnel sera couplé à un système de niveau 0 et servira d'accélérateur quantique pour des charges de travail spécifiques dans les domaines de l'optimisation, de la chimie quantique et de l'apprentissage automatique.
Les deux simulateurs quantiques de Fresnel seront installés au cours de la seconde moitié de 2023 au CEA/TGCC et à FZJ/JSC. En attendant, PASQAL fournira un accès anticipé à distance à son système interne de Fresnel afin de faire progresser les activités HPCQS vers le déploiement d'une pile logicielle hybride complète, y compris l'accès au cloud, la gestion des ressources des charges de travail hybrides, les outils et les bibliothèques, y compris l'analyse comparative et la certification/performance. L'engagement des utilisateurs dans la co-conception conduira à des applications prototypes dans l'apprentissage automatique et les simulations scientifiques, avec des algorithmes quantiques pour résoudre des équations différentielles, la simulation matérielle, des problèmes d'apprentissage automatique graphique et des problèmes d'optimisation.
Anders Dam Jensen, directeur exécutif de l'entreprise commune EuroHPC, a déclaré : "L'EuroHPC JU est ravi de soutenir sa première initiative d'informatique quantique et a hâte de voir les nouveaux simulateurs quantiques en action. Permettre l'accès à l'informatique quantique et tirer parti des capacités de cette ressource en conjonction avec notre infrastructure HPC classique existante permettra à la recherche et à l'industrie européennes de développer des applications et des solutions technologiques nouvelles et pionnières. »
"GENCI et CEA sont extrêmement heureux de la sélection du simulateur quantique Fresnel de PASQAL pour rendre HPCQS maintenant en ligne. Cette acquisition réalisée dans le domaine de la stratégie quantique française et du projet européen HPCQS est une étape historique pour la France et l'Europe en termes d'évaluation de l'avantage quantique. Couplé à notre superordinateur Joliot Curie à TGCC, leur technologie unique de plus de 100 qubits basée sur des atomes froids permettra aux chercheurs européens d'évaluer concrètement le potentiel de l'informatique quantique sur leurs charges de travail scientifiques et industrielles », a déclaré Philippe Lavocat, PDG de GENCI, et Jacques-Charles Lafoucrière, HQI, directeur de programme chez CEA.
HPCQS est la continuation idéale des plans et des activités pour l'informatique quantique hybride HPC, que nous avons commencé en Allemagne avec JUNIQ, au niveau européen avec nos excellents partenaires », explique le professeur Thomas Lippert de JSC. « Avec HPCQS, nous sommes les premiers au monde à réaliser l'intégration profonde entre le HPC et l'informatique quantique basée sur le supercalcul modulaire et nous amenons l'Europe à l'avant-garde de la recherche avec cette technologie innovante.
« L'équipe de PASQAL est profondément honorée que nos ordinateurs quantiques à atomes neutres aient été sélectionnés par l'alliance HPCQS pour former le cœur de la première infrastructure HPC hybride (quantique-classique) européenne. Nous sommes fiers de faire partie d'une collaboration avec de si grands partenaires et de contribuer à positionner la communauté européenne du HPC à l'avant-garde de la révolution quantique. Le rôle que PASQAL peut jouer pour l'alliance HPCQS n'aurait pas pu être réalisé sans le soutien ferme des autorités publiques françaises et sans leur engagement à atteindre l'excellence dans les technologies quantiques, comme formulé dans le plan quantique national français. C'est pourquoi aujourd'hui, il ne s'agit pas seulement de la sélection des ordinateurs quantiques de PASQAL. Aujourd'hui, il s'agit de renforcer l'autonomie stratégique de l'Europe dans le domaine quantique et HPC. Nous construisons l'infrastructure HPC de demain, fournie par des champions européens du quantum et du HPC », a déclaré Georges-Olivier Reymond, PDG de PASQAL
À propos de HPCQS
HPCQS est une infrastructure ouverte et évolutive qui vise à se développer à l'avenir en incluant une diversité de plates-formes de calcul quantique à différents niveaux de préparation technologique et en permettant l'intégration d'autres nœuds quantiques européens. L'infrastructure HPCQS réalise, après l'infrastructure unifiée de Jülich pour l'informatique quantique (JUNIQ), une deuxième étape vers une infrastructure européenne d'informatique quantique et de simulation (EuroQCS), comme le préconisé dans le programme de recherche stratégique du produit phare européen quantique.