Le consortium porté par l’entreprise française Quandela et par l’entreprise allemande attocube systems AG a été retenu fin juin par l’entreprise commune européenne EuroHPC à l’issue de l’appel d’offres lancé le 30 janvier 2024, pour l’acquisition, la livraison et l’installation, la maintenance logicielle et matérielle d’un calculateur quantique photonique d’au moins 12 qubits. Il s’agira, à date, du calculateur quantique photonique le plus puissant d’Europe.
- EuroHPC JU est le propriétaire du système acheté
- GENCI est l’entité d’accueil (« Hosting Entity ») du calculateur quantique photonique
- Le CEA est le site d’accueil (« Hosting Site »), le calculateur quantique est donc hébergé au TGCC.
Ce calculateur sera installé en 2025 dans le centre de calcul du CEA, le TGCC, à Bruyères-le-Châtel et sera couplé au supercalculateur Joliot-Curie de GENCI. Cette plateforme hybride HPC-Quantique sera mise à disposition pour servir les besoins de la recherche ouverte, académique et industrielle, française et européenne. Lors de la constitution du consortium EuroQCS-France, les partenaires ICHEC (Irlande), FZJ (Allemagne) et UPB (Roumanie) ont d’ores et déjà identifié des cas d’usage qui pourraient être portés sur cette technologie photonique.
Lucy : un calculateur photonique d’avant-garde au service de l’excellence scientifique
Le nom retenu pour le calculateur quantique photonique est « Lucy ». Il s’agit d’une technologie à la pointe de l’innovation dans la photonique à l’échelle européenne, mais aussi mondiale. Les calculateurs quantiques photoniques offrent des pistes inédites de recherche dans le champ du calcul quantique. La méthode utilisée par Quandela consiste à émettre des photons uniques, qui sont acheminés par fibre optique vers une puce sur laquelle ils interfèrent pour réaliser un calcul. La mesure du résultat est effectuée à la sortie de cette puce au moyen de détecteurs.
Dotée d’une capacité initiale de 12 qubits qui sera doublée à horizon 2026, l’architecture spécifique de l’ordinateur quantique universel Lucy permettra la résolution de problèmes existants et la découverte de nouveaux cas d’usage. Parmi les cas d’usage d’ores et déjà identifiés qui pourraient bénéficier du couplage HPC-Quantique du système Lucy, on trouve par exemple la simulation électromagnétique, la mécanique des structures, la combustion dans les moteurs, la simulation de matériaux, la météorologie et l’observation terrestre.
La partie française de cette acquisition a été réalisée dans le cadre de la Stratégie Nationale Quantique, portée par le Secrétariat Général pour l’Innovation (SGPI) via France 2030. GENCI et le CEA, aux côtés d’Inria, ont mis en place une infrastructure de calcul hybride HPC-Quantique nommée HQI (France Hybrid HPC Quantum Initiative) dans laquelle seront couplées différentes technologies quantiques à la machine Joliot Curie au TGCC, avec des services d’accompagnement et de support des communautés. Un calculateur quantique à atomes neutres de la société Pasqal nommé Ruby, acquis dans le contexte du projet européen HPCQS, est en cours d’installation et sera disponible fin 2024.
Comme l’ensemble des calculateurs quantiques acquis par EuroHPC, Lucy sera mise à la disposition d'un large éventail d'utilisateurs de la communauté scientifique, de l'industrie et du secteur public, dans toute l'Europe. Afin de permettre aux communautés de se former à l’utilisation des paradigmes du calcul quantique photonique en amont de l’arrivée de ce système au TGCC courant 2025, le consortium va mettre en place, fin 2024, un accès distant à un système de Quandela à 6 qubits.
L’achat de Lucy s’inscrit dans un plan de déploiement pan-européen inédit. EuroHPC a en effet prévu l’acquisition de 6 calculateurs quantiques, basés sur des technologies européennes diverses et complémentaires. Les 5 autres systèmes seront accueillis par la Pologne (PSNC, EuroQCS-Poland, basée sur les ions piégés), la République Tchèque (IT4I, LUMI-Q, technologie supraconductrice avec une topologie en étoile), l’Espagne (BSC-CNS, EuroQCS-Spain, système à recuit quantique), l’Allemagne (LRZ, Euro-Q-Exa, technologie supraconductrice évolutive) et l’Italie (CINECA, EuroQCS-Italy, basée sur des atomes neutres). De fait, les partenaires de GENCI auront accès à tous ces calculateurs quantiques, ce qui leur permettra de pouvoir évaluer l’adéquation de ces technologies à leurs problèmes physiques.
Quandela et Attocube : un partenariat dans la durée
Fondée en 2017 sur la base des travaux menés par le groupe de Pascale Senellart-Mardon au sein du C2N (Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies), la société française Quandela se distingue par un procédé de fabrication très performant de sources de photons uniques. Cette brique technologique leur permet de proposer des systèmes de calcul quantique modulaires et puissants.
Attocube systems AG et Quandela ont collaboré depuis le démarrage de l’activité de la société française. Les premiers fournissent des systèmes de cryogénie compacts pour refroidir efficacement les sources et les détecteurs des systèmes de calcul quantique conçus par les seconds. Lucy bénéficiera de ce partenariat de longue date.
Niccolo Somaschi, co-fondateur et CEO de Quandela et Peter Kraemer, CEO d’attocube systems AG déclarent :
« Quandela et attocube systems AG, deux entreprises technologiques européennes pionnières dans leur domaine, ont uni leurs forces pour présenter MOSAIQ-12, un ordinateur quantique photonique de 12 qubits à la pointe de la technologique.
Ce système révolutionnaire intègre le générateur de qubits avancé de Quandela au système cryogénique compact d'attocube (attoCMC), ainsi qu'une technologie propriétaire de démultiplexage des photons, une puce photonique sophistiquée à 24 modes, des détecteurs de photons uniques de haute précision et une pile de contrôle électronique et logicielle complète. MOSAIQ-12 représente un bond en avant dans la pratique de l'informatique quantique, avec un encombrement remarquablement compact de seulement 2 mètres carrés et un fonctionnement économe en énergie de moins de 5 kW. Cette réalisation souligne l'engagement des partenaires en faveur d'une conception centrée sur l'utilisateur ainsi que leur responsabilité environnementale.
Pour assurer une transition progressive, Quandela fournira un accès à un système de calcul quantique photonique similaire à distance, depuis la signature du contrat jusqu'à la livraison du système.
Cette collaboration entre Quandela et attocube illustre la transition réussie de la technologie quantique de la recherche théorique aux applications pratiques dans le monde réel, marquant une étape importante dans la commercialisation de l'informatique quantique ».
«Après la mise en service d'un premier système à atomes neutres, acquis conjointement par EuroHPC et GENCI, l'installation de Lucy, un nouveau QPU photonique de Quandela, au TGCC marque une nouvelle étape importante dans les stratégies française et européenne de calcul quantique. Nous sommes fiers de mettre à la disposition des utilisateurs français et européens du HPC des technologies européennes de calcul quantique aussi innovantes ! Cette installation préfigure le rôle clé que les systèmes quantiques joueront dans le futur monde du calcul intensif hybride », a déclaré Jacques-Charles Lafoucrière, Directeur du Programme Calcul Haute Performance au CEA et Coordinateur de HQI.