​Ce 13 novembre, les calculateurs quantiques Ruby et Jade sont inaugurés conjointement lors d’un triple événement organisé à FZJ, au CEA et dans les locaux de la Commission européenne, illustrant le caractère collaboratif du projet. Jade et Ruby, installés respectivement à FZJ (Allemagne) et au Très Grand Centre de calcul du CEA (TGCC, France), y sont présentés. 

Intégration matérielle : des capacités de calcul quantique pour l’infrastructure HPC

L’intégration de ce nouveau type de calculateur représente un progrès significatif dans la transformation des technologies quantiques, qui sortent désormais des laboratoires pour intégrer des infrastructures informatiques de production. Cette étape clé vers une infrastructure fédérée combinant calcul haute performance et calcul quantique permet aux utilisateurs industriels et académiques de développer des algorithmes hybrides quantiques-classiques, comprendre classique au sens de la simulation numérique HPC, pour résoudre des problèmes complexes tels que :

• la conception de batteries industrielles,
• la recherche de nouveaux médicaments,
• ou encore l’optimisation dans les domaines de la finance et de la gestion du trafic.

Ces processeurs quantique, Quantum Processing Units (QPUs), ont été fabriquées par l’entreprise française Pasqal avant d’être livrées et assemblées au sein des centres de calcul du CEA et du FZJ. La technologie de Pasqal repose sur des réseaux d’atomes neutres piégés et manipulés par des faisceaux laser selon des structures de réseaux précis. La combinaison de la précision optique et de l’uniformité naturelle des atomes crée une plateforme unique, conçue pour le calcul quantique à l’échelle industrielle. Ces systèmes fonctionnent à température ambiante et consomment peu d’énergie, ce qui les rend particulièrement robustes et évolutifs.

Logiciels et connectivité : une intégration fluide entre le quantique et le classique

Au-delà de l’assemblage matériel, le projet met également l’accent sur la création d’un flux de travail transparent entre calcul quantique et classique grâce à des solutions logicielles avancées.

Les processeurs quantiques sont intégrés à l’environnement HPC via des systèmes standards de gestion de ressources tels que SLURM, permettant l’exécution d’algorithmes hybrides quantiques-classiques avec des commandes familières. Ainsi, chercheurs et opérateurs HPC peuvent exploiter la puissance du calcul quantique avec un minimum d’adaptation, faisant de ce nouveau type de machine une extension naturelle des infrastructures déjà en place.

Une pile logicielle spécifique HPC–quantique a été développée par le consortium, reposant sur des composants industriels et open-source, notamment Eviden QaptivaTM, ParTec’s ParaStation Modulo, Slurm, et le SDK de Pasqal. Cette pile logicielle est interopérable avec les plateformes QaptivaTM et myQLM d’Eviden, et prend en charge des applications dans les domaines de l’optimisation, de la simulation et de l’apprentissage automatique (machine learning).

En comblant le fossé entre physique quantique et calcul appliqué, l’infrastructure HPCQS pave la voie vers l’intégration directe des ressources quantiques dans les flux de travail industriels.

Une avance européenne dans le calcul quantique

Dans le cadre de cette inauguration, deux cas d’usage sont présentés afin d’illustrer l’intégration des processeurs quantiques – chacun capable de contrôler plus de 100 qubits – avec les supercalculateurs européens de niveau Tier-0 Joliot Curie de GENCI et JURECA de FZJ. Ces démonstrations, menées par des équipes de recherche issues du consortium, montrent comment l’intégration HPC–quantique peut accélérer la découverte scientifique et l’innovation industrielle.

Ce jalon constitue une pierre angulaire de l’initiative européenne Quantum Flagship, renforçant le leadership et la souveraineté technologique de l’Europe dans le domaine du calcul quantique.

Le CEA est très fier d’héberger l’un des deux premiers ordinateurs Pasqal livrés et exploités dans un centre de calcul HPC. Grâce à cette étape, les utilisateurs du TGCC et les communautés scientifiques européennes pourront, après trois ans d’expérimentations avec des émulateurs, utiliser de véritables ordinateurs quantiques pour leurs cas d’usage. C’est une première étape vers le calcul hybride à grande échelle, que nous atteindrons avec l’intégration de processeurs quantiques avec le supercalculateur Exascale Alice Recoque », a déclaré Bruno Lebret, Directeur du CEA DAM Île-de-France.

Dans un contexte de compétition internationale autour des technologies critiques, l’inauguration conjointe de Ruby en France et de Jade en Allemagne atteste de la position forte de la France et de l’Europe dans cette course quantique contre la montre. La mise en service de l’ordinateur quantique à atomes froids produit par la société française Pasqal est une source de fierté pour GENCI et ses partenaires. Cet outil de pointe a été acquis dans le cadre du projet européen HPCQS, avec le soutien des pouvoirs publics français, conformément à la stratégie nationale quantique et au projet HQI, qui permet l’hybridation des technologies quantiques et classiques. Cet effort majeur devrait conduire à de nouvelles avancées dans la recherche scientifique, académique et industrielle française et européenne », indique pour sa part Philippe Lavocat, PDG de GENCI.

Liste complète des partenaires du projet

Autriche

• ParityQC – Parity Quantum Computing GmbH

• UIBK – Université d’Innsbruck
  
  

France

• CEA
• CNRS 
• CNRS – Sorbonne Université (partenaire associé)
• CNRS – CentraleSupélec (partenaire associé)
• GENCI
  
• Inria 
• EVIDEN 
  
  

Allemagne

• FZJ – Forschungszentrum Jülich
• ParTec AG – (partenaire associé)
• Fraunhofer IAF – Institut Fraunhofer pour la physique appliquée de l’état solide
• EURICE – European Research and Project Office GmbH
  
  

Irlande

• ICHEC-NUIG – Irish Centre for High-End Computing, National University of Ireland Galway
  
  

Italie

• CNR-INO / CNR-IIT – Conseil national de la recherche
• CINECA – Consortium universitaire de calcul
• Flysight – Flysight Srl
  
  

Espagne

• BSC-CNS – Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación