QAP Computing se démarque en mariant HPC et informatique quantique
Incubée par le Startup Studio de l'Inria, QAP Computing s'est donné pour mission de combiner l'informatique quantique avec le calcul haute performance traditionnel (ou HPC pour high performance computing). La start-up a été fondée par Marc Baboulin, professeur à l'Université Paris-Saclay et chercheur à l'Inria. Après avoir dirigé plusieurs équipes de recherche à l'Inria Saclay et à l'Université Paris Saclay, il a été directeur du laboratoire Maison de la Simulation du CEA. Depuis 2021, il est membre du comité exécutif du centre Quantum Paris-Saclay. Il est aussi impliqué dans le plan national quantique et dans le projet de supercalculateur exascale français.
La philosophie de QAP Computing ? Exécuter un même calcul en faisant à la fois appel à l'informatique quantique et au supercalculateur classique. "L'idée est de combiner le meilleur des deux mondes. D'un côté l'informatique quantique permet de réaliser certains traitements avec des performances exponentielles. De l'autre le jeu n'en vaut pas toujours la chandelle. L'informatique quantique nécessite en effet de revoir entièrement les algorithmes. Le gain de temps d'exécution obtenu devra être suffisamment important comparé à celui de l'approche classique", résume Marc Baboulin.
Exploiter le meilleur des deux mondes
Concrètement, QAP Computing développe des algorithmes hybrides dits "quantique-classique". "Prenons l'exemple d'un système linéaire", indique Marc Baboulin. "En passant par les calculateurs quantiques actuels, vous aurez besoin de beaucoup de ressources pour le traiter. Au final, vous ne serez pas en capacité de le résoudre entièrement." D'où l'idée de commencer par dégrossir le calcul via un ordinateur quantique qui pourra s'attaquer à une matrice de grande taille avant de mobiliser un supercalculateur classique coûtant beaucoup moins cher en nombre d'opérations. L'objectif étant de réaliser par ce biais un raffinement itératif en vue d'aboutir au résultat recherché. "On découpe ainsi le traitement en deux phases", résume Marc Baboulin.
QAP Computing compte notamment appliquer sa technologie au champ de la simulation et plus globalement aux résolutions d'équations de la physique générale, telles l'équation de la chaleur en thermodynamique ou les équations de Maxwell en électromagnétisme. Autres domaines d'application : les algorithmes de graph et les problèmes d'optimisation. "Sur ce plan, on cherchera typiquement à résoudre le problème du voyageur de commerce qui vise à identifier le meilleur parcours possible pour se rendre d'un endroit à un autre", simplifie Marc Baboulin. Aux côtés de l'industrie, QAP Computing peut cibler beaucoup d'autres secteurs d'activité confrontés à des problèmes d'optimisation combinatoire, le domaine de la finance par exemple.
"L'objectif est de parvenir à un produit commercialisable en 2026"
La jeune pousse entend capitaliser sur les connaissances de son équipe de recherche sur le terrain du calcul scientifique. "La plupart des start-up positionnées dans notre domaine ont leur conception des algorithmes quantiques et essaient de les adapter aux problèmes de calcul scientifique. Etant issu de ce domaine, c'est beaucoup plus simple pour nous de faire cet exercice", argue Marc Baboulin, qui évoque notamment les problèmes de calcul de système linéaire, de calcul de valeur propre, de calcul d'approximation par les moindres carrés, notamment.
Pour l'heure, QAP Computing est en phase de test. "Nous prenons notre temps. L'objectif est de parvenir à un produit commercialisable en 2026", confie Marc Baboulin. "En ce moment, nous testons des matrices (une brique nécessaire au calcul quantique, ndlr) qui viennent d'équations concrètes de la physique. L'objectif est de parvenir à terme à une solution crédible de manière scientifique et opérationnelle." QAP Computing n'a pas les moyens de s'éparpiller. La start-up a donc décidé de se focaliser pour l'instant sur les problèmes de simulation appliqués à l'aéronautique.
Une offre en trois briques
La start-up articule son offre autour de trois briques. D'abord, elle a développé un simulateur quantique pour permettre à ses futurs clients de se familiariser avec ce domaine et les algorithmes associés. Ensuite, elle a mis au point une bibliothèque conçue pour intégrer des fonctions quantiques à l'intérieur de codes existants. "Nous devons nous adapter à l'existant. Nous ne pouvons pas nous permettre de demander aux clients de réécrire l'intégralité de leurs applications. Ce n'est pas réaliste", insiste Marc Baboulin. Enfin, la jeune pousse à créé un moteur permettant de générer un langage qui pourra être interprété par une machine quantique.
Avec cette pile logicielle, QAP Computing entend proposer à ses futurs clients l'ensemble de la boîte à outils nécessaire pour se préparer à l'arrivée de calculateurs quantiques opérationnels. Ce qui pour la plupart des chercheurs spécialistes du domaine est une question d'années.