Services d'informatique quantique: Difference between revisions

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== Aperçu == <!--T:1-->
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| Disponibilité : 2024
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| Login node : ''à venir''
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== Informatique quantique à Calcul Québec == <!--T:2-->
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MonarQ est un [https://www.oezratty.net/wordpress/2018/comprendre-informatique-quantique-supraconducteurs/ ordinateur quantique supraconducteur] à 24 qubits dévelopé à Montréal par [https://anyonsys.com/ Anyon Systems] et situé à l'[http://www.etsmtl.ca/ École de technologie supérieure]. L'acquisition de MonarQ est rendu possible grâce au soutien du [https://www.economie.gouv.qc.ca/ 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.  
Nous avons une équipe d'analystes en informatique quantique qui offre expertise, accompagnement et formation sur l'informatique quantique et l'informatique hybride classique-quantique. À compter de la fin de l'automne 2024, Calcul Québec offrira l’accès à un ordinateur quantique supraconducteur de 24 qubits, [[MonarQ]], couplé à la grappe [[Narval]].


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L'ordinateur quantique prend avantage des propriétés propres aux particules quantiques appelées qubits. Vu la nature quantique des qubits, un ordinateur quantique peut résoudre des problèmes complexes qui prendraient trop de ressources ou de temps sur un ordinateur classique. Dans le processeur de MonarQ, l'état des qubits individuels et l'[https://fr.wikipedia.org/wiki/Intrication_quantique intrication quantique] de multiples 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. Les portes logiques quantiques du processeur de MonarQ sont appelées par le biais des bibliothèques logicielles [https://github.com/SnowflurrySDK/Snowflurry.jl Snowflurry], écrit en [https://julialang.org/ Julia], et [https://quantumai.google/cirq CirQ], écrit en [https://www.python.org/ 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.
<b>Qu’est-ce que le calcul quantique?</b>
Un ordinateur quantique exploite les caractéristiques des particules quantiques (qubits), notamment la superposition d'états, les interférences constructives et destructives, et l'intrication. Grâce à ces propriétés, un nouveau paradigme de calcul est en place, promettant une plus grande parallélisation pour la résolution de problèmes complexes qui restent insolubles pour les systèmes informatiques classiques.


== Comment démarrer avec MonarQ == <!--T:4-->
== Applications == <!--T:23-->
Des détails seront fournis lorsqu'une connexion à MonarQ sera disponible
L'optimisation de problèmes complexes est l'un des domaines les plus prometteurs pour le calcul quantique qui peut s'appliquer à plusieurs domaines de recherche&nbsp;:
* Apprentissage automatique : l’ordinateur quantique pourrait permettre de réduire les temps d’apprentissage et les délais de traitement.
* Finances : l'ordinateur quantique pourrait accélérer l'évaluation de risques de portefolios et la détection de fraudes.
* Modélisation moléculaire : l'ordinateur quantique pourrait permettre de simuler des systèmes chimiques plus complexes et simuler des réactions en temps réel.
* Météorologie : l'ordinateur quantique pourrait permettre d'augmenter le nombre de variables pour les prévisions météorologiques;
* Logistique : l'ordinateur quantique pourrait permettre d'optimiser la logistique et la planification des flux de travail associés à la gestion des chaînes d'approvisionnement.


== Simulateur d'un ordinateur quantique avec Snowflurry == <!--T:5-->
== Logiciels de calcul quantique == <!--T:10-->
Le simulateur d'ordinateur quantique avec [https://github.com/SnowflurrySDK/Snowflurry.jl Snowflurry] est accessible sur tous les grappes de l'Alliance. Le langage de programmation [https://julialang.org/ Julia] doit être chargé avant d'avoir accès à Snowflurry avec la commande:
 
<includeonly> <div class="floatright"> [[File:Question.png|40px|link=https://explainshell.com/explain?cmd={{urlencode:{{{1}}} }}]] </div> <div class="command">{{#tag:syntaxhighlight|{{{prompt|[username@narval ~]$}}} {{{1}}}{{{result|}}}|lang={{{lang|bash}}}}}</div></includeonly><noinclude>
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{{Command|module load julia
Il existe plusieurs bibliothèques logicielles spécialisées pour faire du calcul quantique et pour 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. Elles peuvent être utilisées sur toutes les grappes de l’Alliance.
|result=}}
 
</noinclude>
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Ensuite, l'interface de programmation Julia est appelée et la bibliothèque quantique de Snowflurry chargée (environ 5-10 minutes) avec les commandes
* [[PennyLane]], bibliothèque Python
<includeonly> <div class="floatright"> [[File:Question.png|40px|link=https://explainshell.com/explain?cmd={{urlencode:{{{1}}} }}]] </div> <div class="command">{{#tag:syntaxhighlight|{{{prompt|[username@narval ~]$}}} {{{1}}}{{{result|}}}|lang={{{lang|bash}}}}}</div></includeonly><noinclude>
* [[Snowflurry]], bibliothèque Julia
{{Command|julia
* [[Qiskit]], bibliothèque Python
|result=julia> import Pkg
 
julia> Pkg.add(url="https://github.com/SnowflurrySDK/Snowflurry.jl", rev="main")
== Soutien technique == <!--T:30-->
julia> Pkg.add(url="https://github.com/SnowflurrySDK/SnowflurryPlots.jl", rev="main")
Pour des questions sur nos services d'informatique quantique, écrivez à [mailto:support@calculquebec.ca support@calculquebec.ca].
julia> using Snowflurry}}
</noinclude>
La liste des portes logiques quantiques et des commandes Snowflurry sont décrites dans la [https://snowflurrysdk.github.io/Snowflurry.jl/dev/ documentation de Snowflurry]. Le simulateur quantique de Snowflurry est appelé avec la commande [https://snowflurrysdk.github.io/Snowflurry.jl/dev/tutorials/basics.html#Circuit-Simulation simulate].


== Simulateur d'ordinateur quantique - Cirq/Python == <!--T:5-->
Le simulateur d'ordinateur quantique [https://quantumai.google/cirq Cirq] est accessible sur tous les grappes de l'Alliance. Le langage de programmation [https://www.python.org/ Python] doit être chargé avant d'avoir accès à Cirq avec la commande:
<includeonly> <div class="floatright"> [[File:Question.png|40px|link=https://explainshell.com/explain?cmd={{urlencode:{{{1}}} }}]] </div> <div class="command">{{#tag:syntaxhighlight|{{{prompt|[username@narval ~]$}}} {{{1}}}{{{result|}}}|lang={{{lang|bash}}}}}</div></includeonly><noinclude>
{{Command|module load python
|result=}}
</noinclude>
Ensuite, la bibliothèque quantique Cirq est chargée (environ 5-10 minutes) avec les commandes
{{{result|}}}|lang={{{lang|bash}}}}}</div></includeonly><noinclude>
{{Command|python -m pip install cirq
|result=}}
La liste des portes logiques quantiques et des commandes Cirq sont décrites dans la [https://quantumai.google/cirq/start/basics documentation de Cirq].
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Latest revision as of 16:05, 16 October 2024

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Aperçu

Nous avons une équipe d'analystes en informatique quantique qui offre expertise, accompagnement et formation sur l'informatique quantique et l'informatique hybride classique-quantique. À compter de la fin de l'automne 2024, Calcul Québec offrira l’accès à un ordinateur quantique supraconducteur de 24 qubits, MonarQ, couplé à la grappe Narval.

Qu’est-ce que le calcul quantique? Un ordinateur quantique exploite les caractéristiques des particules quantiques (qubits), notamment la superposition d'états, les interférences constructives et destructives, et l'intrication. Grâce à ces propriétés, un nouveau paradigme de calcul est en place, promettant une plus grande parallélisation pour la résolution de problèmes complexes qui restent insolubles pour les systèmes informatiques classiques.

Applications

L'optimisation de problèmes complexes est l'un des domaines les plus prometteurs pour le calcul quantique qui peut s'appliquer à plusieurs domaines de recherche :

  • Apprentissage automatique : l’ordinateur quantique pourrait permettre de réduire les temps d’apprentissage et les délais de traitement.
  • Finances : l'ordinateur quantique pourrait accélérer l'évaluation de risques de portefolios et la détection de fraudes.
  • Modélisation moléculaire : l'ordinateur quantique pourrait permettre de simuler des systèmes chimiques plus complexes et simuler des réactions en temps réel.
  • Météorologie : l'ordinateur quantique pourrait permettre d'augmenter le nombre de variables pour les prévisions météorologiques;
  • Logistique : l'ordinateur quantique pourrait permettre d'optimiser la logistique et la planification des flux de travail associés à la gestion des chaînes d'approvisionnement.

Logiciels de calcul quantique

Il existe plusieurs bibliothèques logicielles spécialisées pour faire du calcul quantique et pour 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. Elles peuvent être utilisées sur toutes les grappes de l’Alliance.

Soutien technique

Pour des questions sur nos services d'informatique quantique, écrivez à support@calculquebec.ca.

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