Projets PAQ

Les projets Pack Quantiques sont une initiative de la Région Ile de France pour favoriser l'appropriation et le développement du calcul quantique par les acteurs économiques, industriels et startups. Dans ce cadre, de jeunes entreprises innovantes reçoivent un financement de la région afin d'explorer le potentiel des technologies quantiques sur les cas d'usages proposés par les entreprises industrielles, exploitant aujourd'hui des codes de simulation numérique particulièrement consommateurs en puissance de calcul.

Teratec ainsi que Genci et le lab quantique (LLQ) accompagnent le montage de ces projets pour les présenter à la Région. 9 projets ont été votés depuis la création du dispositif permettant ainsi à la fois à des acteurs majeurs de l'industrie, des acteurs académiques de premier plan et des jeunes entreprises technologiques innovantes de s'unir pour apporter des solutions innovantes à des problèmes concrets. En 2022, Teratec a participé au montage de trois projets : Le projet AQUAEDP porté par Airbus, Onera et Pasqal, le projet QML-Cat porté par Naval Group, INRIA et Alice&Bob et le projet AQGeTAD porté par Thales et Quandela.

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3 Projets Pack Quantiques accompagnés par Teratec

→ Le projet QML-Cat initié par Naval Group

Le dispositif PAQ Ile de France est une opportunité parfaite pour faire naître une collaboration qu'un industriel / futur utilisateur aurait eu du mal à engager seul. Dans notre cas, le projet QML-Cat est parti d'une convergence d'interrogations avec Alice & Bob, sur la segmentation de marché des différents calculateurs quantiques – ou, reformulé plus scientifiquement, existe-t-il une application algorithmique qui rende un type de qubit plus intéressant qu'un autre ? Chaque terme de cette question doit être précisément défini et exploré pour savoir y répondre. Notre point de vue de systémier est d'envisager, dès aujourd'hui, pour des programmes industriels à horizon 20 ans, ce qu'impliquerait l'intégration de QPU en termes d'auxiliaires, de place ou de fonctionnalités ; et donc de statuer sur l'interchangeabilité des technologies de qubits ou au contraire de parier sur des avantages spécifiques à chacun. L'étude QML-Cat se focalise précisément sur la recherche de routines de calcul qui bénéficieraient grandement du biais en bruit qui rend l'architecture des qubits de chat d'Alice & Bob particulièrement robuste. Cet exercice, partagé avec l'INRIA qui apporte sa maitrise théorique de la mitigation et de la correction d'erreurs, s'inscrit en contrepied d'une tendance croissante de sous-tendre toute collaboration universitaire avec un industriel à la recherche de la démonstration d'un cas d'usage, au risque d'en affaiblir l'intérêt scientifique.

→ Le projet AQUAEDP initié par Airbus

Les simulations de dynamique des fluides constituent un outil fondamental pour la conception aérodynamique des avions. Elles permettent de déterminer le comportement de l'écoulement de l'air autour de l'avion et les forces aérodynamiques agissant sur ses surfaces.
Dans le cadre de Teratec Quantum Computing Initiative (TQCI), via le PAQ IdF: AQUAEDP, la startup Pasqal, le centre français de recherche aérospatiale ONERA et l'industriel Airbus explorent conjointement une approche différente pour adresser ces problèmes de dynamique des fluides, en utilisant notamment des algorithmes hybrides/ quantiques afin de réduire les temps de traitement.
Une des principales difficultés des problèmes aérodynamiques est la résolution des équations différentielles partielles (EDP) associées.
L'objectif de ce projet est de tirer parti des développements effectués par Pasqal, dans le domaine des réseaux neuronaux quantiques (Quantum Neural Network: QNN) pour résoudre le problème précédemment décrit.
Airbus a lancé en 2019, l'exploration des approches quantiques pour adresser des défis aérospatiaux, et va continuer en fournissant des cas utilisateurs et des problèmes industriels.
Airbus souhaite également dynamiser l'écosystème quantique: Universités, Centres de recherche, StartUps, Industriels et participer à la formation des futurs ingénieurs, développeurs, experts, du calcul quantique.

→ Le projet AQGeTAD initié par Thalès

THALES est impliqué dans 2 projets du Pack Quantique IdF avec les start-ups QUANDELA et PASQAL.. Après le Projet AQUAPS (Avantage QUAntique pour la résolution de problèmes de Planning & Scheduling) avec PASQAL en 2020,
THALES a noué un partenariat avec QUANDELA en 2022 sur le projet AQGeTAD (Avantage Quantique pour la Gestion du Traffic Aérien de Drones) de calcul quantique appliqué à l'optimisation des trajectoires de drones. Les méthodes classiques de calcul de trajectoires ne permettent pas de passer à l'échelle pour répondre à une augmentation exponentielle du nombre de drones, avec des contraintes de temps de réaction courts et des niveaux de sécurités élevés. Frédéric Barbaresco indique qu'« il s'agit dans ce projet de benchmarker les capacités des calculateurs quantiques QUANDELA à optimiser des trajectoires de drones tout en intégrant des contraintes géométriques liées à leurs mécaniques de vol, des zones de vols interdites, la minimisation de leur consommation pour augmenter leur autonomie et en respectant les contraintes d'anticollisions entre drones ». Ainsi, cette étude contribuera à établir les spécifications techniques pour la mise à l'échelle des algorithmes futurs d'optimisation de trajectoire basés sur les ordinateurs quantiques, en validant de nouveaux concepts de calcul et en étudiant leurs contraintes pour intégration aux solutions innovantes de gestion du trafic des drones, développées par THALES. Les méthodes utilisées viseront à exploiter les architectures NISQ disponibles via l'offre cloud de QUANDELA depuis novembre 2022.  

→ Séminaire Pack Quantique

GENCI, Le Lab Quantique et Teratec organisent, avec le soutien de la Région Île-de-France, une journée de restitution des projets du Pack Quantique le 24 avril prochain.

Lancée en 2020 par la Région île-de-France, l'initiative Pack Quantique est un dispositif de co-financement, par la Région, de projets d'exploration du calcul quantique appliqué à des cas d'usage industriels. L'objectif est de financer une ou plusieurs start-ups franciliennes expertes du calcul quantique, ainsi que des académiques implantés sur le territoire, pour travailler sur la résolution d'un problème métier soumis par un industriel.
Ce dispositif a permis d'accompagner 12 projets sur des domaines aussi différents que l'énergie, la découverte de nouveaux médicaments, les processus de fabrication pour l'industrie des semi-conducteurs, les industries aéronautiques, spatiales et de défense, ou encore la banque et les assurances.

Au terme des quatre premières années de cette initiative, nous vous proposons de nous retrouver pour:
• Partager les résultats des premiers projets soutenus
• Echanger sur l'expérience du Pack Quantique
• Vous renseigner sur le dispositif et son évolution

RDV le 24 avril 2024 - 9h30 à 17h00 - à EDF Lab Paris-Saclay

Contact :

Emmanuelle Vergnaud
Direction des opérations
emmanuelle.vergnaud@teratec.fr