Services d'informatique quantique

Disponibilité : l'automne 2024

Login node : à venir

Aperçu

Nous offrons la possibilité de simuler des circuits quantiques ainsi qu'un accès à notre ordinateur quantique supraconducteur, MonarQ. Nos services quantiques sont offerts dans le cadre d’un système hybride quantique-classique, ayant été conçu pour s’intégrer à notre infrastructure de calcul haute performance via la grappe Narval.

Qu’est-ce que le calcul quantique? Un ordinateur quantique exploite les propriétés de la mécanique quantique comme la superposition et l’intrication quantique en utilisant des particules quantiques nommées qubits. Dans un processeur quantique supraconducteur, l'état des qubits est manipulé par des impulsions lumineuses. La direction et la phase des impulsions lumineuses correspondent à des portes logiques quantiques. Un algorithme ou circuit quantique est composé d'une série de portes logiques servant à résoudre un problème en partie ou en entier.

MonarQ

MonarQ est un ordinateur quantique supraconducteur à 24 qubits dévelopé à Montréal par Anyon Systems et situé à l'École de technologie supérieure. L'acquisition de MonarQ est rendu possible grâce au soutien du Ministère de l'Économie, de l'Innovation et de l'Énergie du Québec (MEIE). Le nom MonarQ est inspiré par la forme du circuit de qubits sur le processeur quantique et du papillon monarque qui est l'un des plus gros papillons qui migrent au Québec chaque année.

Simulation quantique

Si vous n’êtes pas encore prêts à utiliser du matériel quantique comme MonarQ, ou pour des besoins de test et de développement, nous vous proposons d’utiliser l’infrastructure classique pour simuler des circuits quantiques.

Logiciel de MonarQ

Il existe plusieurs bibliothèques logicielles spécialisées pour faire du calcul quantique et développer des algorithmes quantiques. Ces bibliothèques permettent de construire des circuits qui sont exécutés sur des simulateurs qui imitent la performance et les résultats obtenus sur un ordinateur quantique tel que MonarQ. Elles peuvent être utilisées sur toutes les grappes de l’Alliance.

Les portes logiques quantiques du processeur de MonarQ sont appelées par le biais d'une bibliothèque logicielle Snowflurry, écrit en Julia. Bien que MonarQ soit nativement compatible avec Snowflurry, il existe un plugiciel PennyLane-Snowflurry développé par Calcul Québec permettant d'éxécuter des circuits sur MonarQ tout en bénéficiant des fonctionnalités et de l'environnement de développement offerts par PennyLane.

D'autres bibliothèques logicielles peuvent être utilisées et sont présentées à la section Logiciels de la page MonarQ

Les portes logiques quantiques du processeur de MonarQ sont appelées par le biais des bibliothèques logicielles Snowflurry, écrit en Julia, et Cirq, écrit en Python. Les circuits quantiques font généralement partie d'un logiciel classique écrit en Julia ou Python et la soumission de tâches à MonarQ sera donc gérée par l'entremise du logiciel classique. Les bibliothéques Snowflurry et Cirq incluent un simulateur qui imite la performance et les résultats obtenus sur un ordinateur quantique tel que MonarQ et peuvent être utilisées sur toutes les grappes de l'Alliance. PennyLane sera également disponible via un plugin avec Snowflurry. Voir les pages suivantes pour les instructions d'installation et exemples d'utilisation:

• Snowflurry, bibliothèque de commandes en Julia
• Cirq, bibliothèque de commandes en Python
• Pennylane, bibliothèque de commandes en Python

Applications

MonarQ est adapté aux calculs nécessitant de petites quantités de qubits de haute fidélité. Ce qui en fait un outil idéal pour le développement et le test d'algorithmes quantiques. D'autres applications possibles incluent la modélisation de petits systèmes quantiques, tester de nouvelles méthodes et techniques de programmation quantique et de correction d'erreurs, et plus généralement - la recherche fondamentale en informatique quantique.

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