L’informatique quantique est la prochaine grande innovation technologique
En septembre 2020, IBM a annoncé l’initiative d’éducation et de recherche quantiques pour les collèges et universités historiquement noirs (HBCU).
Le IBM-HBCU Quantum Center est un investissement pluriannuel conçu pour développer les talents des HBCU dans toutes les disciplines scientifiques, technologiques, d’ingénierie et de mathématiques (STEM) pour l’avenir quantique.
Dirigé par l’Université Howard, le IBM-HBCU Quantum Center offre un accès à ses ordinateurs et une collaboration dans les domaines académique, éducatif et communautaire. Il se concentrera sur le développement des étudiants par le soutien et le financement d’opportunités de recherche, l’élaboration de programmes, la défense des intérêts de la main-d’œuvre et des projets spéciaux.
« Nos professeurs et nos étudiants sont impatients de collaborer avec nos institutions homologues via le IBM-HBCU Quantum Center. Nous sommes ravis de partager les meilleures pratiques et de travailler ensemble pour préparer les étudiants à participer à une main-d’œuvre prête pour le quantum », a déclaré le président de l’Université Howard, le Dr Wayne AI Frederick.
IBM a également déclaré qu’il investirait 100 millions de dollars dans la technologie, les actifs, les ressources et le développement des compétences grâce à des partenariats avec des HBCU supplémentaires dans le cadre de l’IBM Skills Academy Academic Initiative.
« Nous pensons que pour élargir les opportunités pour des populations diverses, nous avons besoin d’un vivier de talents diversifiés de la prochaine génération de leaders technologiques des HBCU », a déclaré Carla Grant Pickens, responsable mondiale de la diversité et de l’inclusion chez IBM. « La diversité et l’inclusion sont ce qui alimente l’innovation, et les étudiants des HBCU seront bien placés pour jouer un rôle important dans ce qui stimulera les innovations de l’avenir comme l’informatique quantique, le cloud et l’intelligence artificielle. »
HBCU dans le Quantum Center
En février, le Dr Kayla Lee, qui a défendu l’initiative qui a apporté des ressources informatiques quantiques et un sentiment de communauté parmi les HBCU, a déclaré que dix autres collèges s’étaient joints à nous.
Lee, un doctorat en biologie des systèmes. de l’Université Harvard et de l’Université Hampton, est un diplômé de troisième génération d’un HBCU. En tant que chef de produit chez IBM Research, elle dirige des initiatives stratégiques pour aider à créer et à développer une communauté mondiale d’informatique quantique.
« Lorsque IBM a lancé le IBM-HBCU Quantum Center en septembre dernier, notre objectif était de collaborer avec des collèges et universités historiquement noirs de manière à faire progresser non seulement la science de l’information quantique, mais également les opportunités basées sur les STEM pour ces communautés traditionnellement sous-représentées », a déclaré Lee. .
Lee a rejoint IBM Quantum en 2018. En tant que consultante industrielle, elle a travaillé avec des entreprises du Fortune 500 pour explorer les applications de l’informatique quantique dans tous les secteurs, notamment les soins de santé et les sciences de la vie, les services financiers, les médias et le divertissement. Elle dirige des initiatives visant à développer la communauté IBM Quantum avec de nouveaux partenariats mondiaux.
« Je suis motivé à rendre des sujets scientifiques complexes tels que l’informatique quantique et les technologies émergentes non seulement accessibles mais également engageants. Je travaille en partenariat avec des étudiants, des chercheurs et des clients du monde entier pour relever les défis techniques liés aux nouvelles technologies informatiques », déclare Lee. « En tant que fier diplômé de l’Université de Hampton, j’étais ravi de lancer le IBM-HBCU Quantum Center, un investissement pluriannuel d’IBM pour réunir les HBCU afin de développer des capacités de recherche et d’éducation quantiques. Ce centre favorisera la diversité et l’inclusion dans l’informatique quantique et offrira de nouvelles opportunités aux communautés historiquement sous-représentées. »
L’expérience IBM Quantum
Le réseau IBM Quantum est une communauté de plus de 140 partenaires composée d’entreprises Fortune 500, d’institutions universitaires, de startups et de laboratoires de recherche qui travaillent avec IBM pour faire progresser l’informatique quantique. Il y a plus de 300 000 utilisateurs enregistrés des outils de programmation IBM Quantum Composer et IBM Quantum Lab. IBM est déterminé à rendre les logiciels quantiques plus faciles à utiliser et plus accessibles. Ces outils, qui remplacent ce qui était auparavant connu sous le nom d’IBM Quantum Experience, vous permettent de créer des circuits quantiques et d’exécuter des expériences qui peuvent finalement aider à accélérer le développement de la recherche et des applications à l’aide du logiciel d’informatique quantique d’IBM.
La communauté IBM Quantum exécute plus d’un milliard de circuits matériels par jour sur du matériel et des simulateurs réels à l’aide de Qiskit, un kit de développement logiciel open source développé par IBM pour travailler avec des ordinateurs quantiques au niveau des impulsions, des circuits et des algorithmes. Les chercheurs ont publié plus de 400 articles de recherche utilisant les résultats des systèmes IBM Quantum.
Nous expérimentons chaque jour les avantages de l’informatique classique. Cependant, il existe des défis que les systèmes d’aujourd’hui ne pourront jamais résoudre. Nous n’avons pas assez de puissance de calcul sur Terre pour résoudre des problèmes dépassant une taille et une complexité spécifiques. Pour avoir une chance de résoudre certains de ces problèmes, nous avons besoin de la puissance de calcul que le quantum pourrait offrir.
Les ordinateurs quantiques, avec leur façon de traiter l’information complètement différente de celle des ordinateurs classiques d’aujourd’hui, pourraient stimuler le développement de percées scientifiques, de médicaments pour sauver des vies, de méthodes d’apprentissage automatique pour diagnostiquer les maladies plus tôt, de matériaux pour fabriquer des dispositifs et des structures plus efficaces, des stratégies financières pour bien vivre à la retraite, et des algorithmes pour orienter rapidement les ressources telles que les ambulances.
Comment ça marche?
Tous les systèmes informatiques reposent sur une capacité fondamentale à stocker et à manipuler des informations. Les ordinateurs actuels contrôlent des bits individuels, qui stockent les données sous forme d’états binaires 0 et 1. Les ordinateurs quantiques exploitent les phénomènes de la mécanique quantique pour gérer les données. Pour ce faire, ils s’appuient sur des bits quantiques ou qubits.
Les qubits sont les éléments fondamentaux d’un ordinateur quantique qui traitent les informations. Trois propriétés de la mécanique quantique (superposition, intrication et interférence) sont utilisées en informatique quantique pour manipuler l’état d’un qubit.
La superposition fait référence à une combinaison d’états que nous décririons normalement indépendamment. Pour faire une analogie classique, si vous jouez deux notes de musique à la fois, ce que vous entendrez est une superposition des deux notes. Ce phénomène donne aux qubits leur potentiel spatial de calcul exponentiel.
L’intrication est un phénomène quantique contre-intuitif célèbre décrivant un comportement que nous ne voyons jamais dans le monde classique. Les particules intriquées se comportent ensemble comme un système d’une manière qui ne peut pas être expliquée en utilisant la logique classique – ce qu’Einstein a appelé « l’action effrayante à distance ».
Enfin, les états quantiques peuvent subir des interférences dues à un phénomène appelé phase. L’interférence quantique peut être comprise de la même manière que l’interférence ondulatoire ; lorsque deux ondes sont en phase, leurs amplitudes s’additionnent, et lorsqu’elles sont déphasées, leurs amplitudes s’annulent. Cela aide les utilisateurs à déterminer la précision d’une exécution effectuée sur un qubit ou un ensemble de qubits.