
EPiQ
Étude de la pile quantique : algorithmes, modèles de calcul et simulation pour l’informatique quantique
Porteurs
Simon Perdrix, Inria
Aperçu
Fort de l’excellente position française, le projet EPiQ vise à développer les techniques algorithmiques disponibles tant pour des machines NISQ que pour des machines tolérantes aux fautes et de faciliter leur mise en pratique.
Mots-clés : Algorithmique, complexité, protocoles, modèles de calcul, méthodes formelles, langages de programmation, certification, simulation, émulation
En résumé
Le projet EPIQ fédère les chercheurs français travaillant sur le Software Quantique. Cette communauté est en plein développement, mais a déjà une grande visibilité et son excellence est reconnue internationalement. Le projet EPIQ étudie la pile quantique, des algorithmes quantiques aux modèles de calcul, en passant par les langages de programmation et la simulation. Son objectif est de comprendre la puissance et les limites de l’ordinateur quantique ; de faciliter son utilisation en étudiant les modèles de calcul permettant d’exploiter au mieux les ressources quantiques ; et de développer un environnement permettant de mettre en oeuvre le potentiel de ces machines. Le projet se structure autour de 3 Work Packages pour :
- Appréhender des avantages comme des limites de l’informatique quantique, que ce soit au travers de recherches sur la complexité quantique ou de découvertes et d’améliorations d’algorithmes
- Définir le cadre dans lequel se feront les calculs quantiques grâce à l’introduction de langages de haut niveau, la comparaison de modèles de calcul et l’exploitation de leurs relations pour optimiser l’exécution de programmes
- Développer des techniques de simulation des machines quantiques permettant d’anticiper les performances d’algorithmes dans des régimes bruités, et des méthodes permettant le développement d’algorithmes classiques inspirés quantiquement.
Le projet EPIQ est en interaction avec de nombreux projets de la stratégie nationale quantique. Les premiers résultats obtenus dans le cadre de ce projet, autant en termes algorithmiques que sur des techniques d’optimisation de ressources, de vérifications de programmes et de simulation de systèmes physiques, confortent le projet EPIQ dans ses ambitions, et démontrent l’importance de l’étude de la pile quantique dans les progrès actuels et futurs en informatique quantique.
Défis
- Étudier l’ensemble des briques logicielles nécessaires au bon fonctionnement d’un processeur quantique afin d’identifier les contraintes et de mieux simuler les machines actuelles.
- Développer de nouveaux algorithmes permettant de dépasser les capacités d’aujourd’hui dans des domaines comme l’apprentissage machine, l’optimisation ou la chimie.
Tâches
- WP0 : Management de projet
- WP1 : Algorithmes
- WP2 : Langages, méthodes formelles et modèles de calculs pour l’informatique quantique
- WP3 : Simulation, émulation, benchmark, certification
Le consortium
- CEA-Irig
- CEA-List
- COSMIQ (Inria)
- Institut de Physique Théorique (CEA)
- Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (IRISA, CNRS / Université de Rennes)
- Institut de Recherche en Informatique Fondamentale (IRIF, CNRS / Université Paris Cité)
- Institut Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies (FEMTO-ST, CNRS / SupMicroTech ENSMM / Université Marie et Louis Pasteur / Université de technologie de Belfort Montbéliard)
- Institut Néel (CNRS / Université Grenoble Alpes)
- Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI, Bordeaux INP / CNRS / Université de Bordeaux)
- Laboratoire de Chimie Théorique (LCT, CNRS / Sorbonne Université)
- Laboratoire d’Informatique de Grenoble (LIG, CNRS / Université Grenoble Alpes)
- Laboratoire d’Informatique et des Systèmes (LIS, Aix-Marseille Université / CNRS)
- Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, CNRS / Université Bourgogne Europe / Université de technologie de Belfort Montbéliard)
- Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications (LORIA, CNRS / Université Lorraine)
- Laboratoire Méthodes Formelles (LMF, CNRS / ENS Paris Saclay / Université Paris Saclay)
- Laboratoire Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM, CEA / Université Grenoble Alpes)
- Laboratoire PHotonique ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS, CEA / Université Grenoble Alpes)
- LIP6 (CNRS / Sorbonne Université)
- Matherials (MATHematics for MatERIALS, Inria / Écolex Nationale des Ponts et Chaussées)
- Mocqua (Inria / CNRS / Université de Lorraine)
- PACAP (Performance des Applications par la Compilation et l’Architecture des Processeurs, Inria)
- QInfo (Inria / ENS de Lyon / Université Claude Bernard / Université Grenoble Alpes)
- Quacs (Inria / Université Paris Saclay)