L’informatique quantique au service de l’automobile (2017)
Beijing compte plus de 21 millions d’habitants, ce qui en fait la 3e ville la plus peuplée au monde. Avec une population si importante et toujours en forte croissance, comment peut-on s’assurer de la fluidité de la circulation automobile ? Plus encore, comment peut-on optimiser le trajet de 10 000 taxis en temps réel afin d’assurer un service optimal aux — très nombreux — clients ?
C’est la question que cherche à résoudre Volkswagen, le constructeur automobile allemand avec une forte présence en Chine. Grâce à l’informatique quantique. Et pour y arriver, Volkswagen s’est associé à la firme canadienne D-Wave Systems, de Burnaby en Colombie-Britannique, qui se spécialise dans le développement d’ordinateurs quantiques.
L’informatique quoi ?
Mais qu’est-ce que l’informatique quantique et quelles en sont les applications à l’heure actuelle ? Certains se souviendront sans doute que le Premier ministre Justin Trudeau, peu de temps après son élection, avait expliqué, de manière probablement aussi impromptue que mémorisée, les bases de l’informatique quantique lors d’une conférence de presse. Même chez les initiés, on s’y perd parfois.
En informatique dite « classique », on travaille dans un environnement de type binaire, les fameux 0 et 1 qui sont codés sur des bits. En informatique quantique, on travaille avec les propriétés physiques de la matière, par exemple la superposition ou l’intrication qui font en sorte que les calculs peuvent s’effectuer sur plusieurs états de la matière en même temps. On peut donc en théorie traiter beaucoup plus d’information en simultané, ce qui permettrait aux ordinateurs dotés de processeurs quantiques de résoudre des problèmes éminemment plus complexes. C’est la promesse à tout le moins !
Le problème de circulation à Beijing
À travers cette initiative, Volkswagen et D-Wave Systems espèrent jeter les bases de l’automobile de demain. Et il faut d’abord dire que ce n’est pas une mince tâche. Dans le contexte automobile, l’intelligence artificielle requiert l’analyse en temps réel d’un extraordinaire volume de données pour en arriver à proposer des réponses optimales à des situations en constante évolution.
Les ingénieurs des laboratoires de Volkswagen basés à San Francisco et à Munich, ainsi qu’une équipe à Vancouver, testeront donc des algorithmes qui permettraient en théorie d’optimiser les temps de transit ainsi que la répartition de tous les taxis publics dans la mégapole. L’informatique quantique permettrait l’influx et l’analyse de ces mégadonnées, pour lesquelles les variables sont si nombreuses que même les superordinateurs s’y perdent.
Ce problème spécifique, qui s’étend à un unique aspect d’une seule ville, pourrait éventuellement devenir beaucoup plus large. Le pari de cette collaboration, qui s’insère dans le programme de compétences numériques de VW, c’est d’en arriver à créer des applications qui ne peuvent tout simplement pas être programmées traditionnellement. Au sein de cette collaboration, la compagnie canadienne fournit son prototype d’ordinateur quantique.
Les TIs du futur
Martin Hoffman, le président du groupe Volkswagen, illustrait la différence de performance qu’offre l’informatique quantique par rapport aux technologies actuelles pour résoudre des calculs aussi complexes : « Un superordinateur actuel prendrait entre 30 et 45 minutes à résoudre les équations qu’un ordinateur quantique permet de régler en 3 secondes. Il va sans dire que pendant ce temps, la congestion routière serait déjà bien installée » !
Selon M. Hoffman, « la technologie reliée à l’informatique quantique pourrait amener des progrès incroyables pour Volkswagen en ce qui a trait à toutes les sphères des TIs et du numérique, qui continueront d’émerger à l’avenir. Nous nous attendons à y découvrir de nombreuses possibilités d’applications, particulièrement dans les domaines de la conduite autonome, du contrôle des processus reliés à l’intelligence artificielle, de l’usine intelligente, de l’apprentissage automatique et de la mobilité intelligente ».
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En apprendre plus sur la technologie de l’informatique quantique (en anglais) : “Quantum computing 101”.
Quantum computing supporting automobile use
With 21 million people, Beijing is the world’s third-largest city. With such a large and ever-growing population, how can traffic flow be maintained? Better yet, how can the trips of some 10,000 taxis be optimized in real time to ensure the best possible service to their numerous clients?
The answer lies in quantum computing. To address the problem, the German carmaker Volkswagen, which has a strong presence in China, has teamed up with the Canadian quantum computing company D-Wave Systems, based in Burnaby, B.C.
What is quantum computing?
What exactly is quantum computing, and what are its current applications? Shortly after his government came to power, Prime Minister Justin Trudeau famously provided a basic “impromptu” explanation of quantum computing during a press conference. Even for experts, it’s complicated!
“Conventional” computing is predicated on a binary environment, where zeros and ones are coded into bits, whereas quantum computing capitalizes on the physical possibilities of matter, such as superposition and entanglement, to perform operations on several states of matter at once. This means that quantum computers can process much more information simultaneously, and thus solve problems that are infinitely more complex. That’s the theory, at any rate!
Beijing’s traffic problem
Through their cooperation, Volkswagen and D-Wave Systems have an ambitious goal: to lay the foundation for the future. And they have their work cut out for them! In the case of car ridership, artificial intelligence is required to analyze masses of data in real time to propose optimal solutions in a constantly evolving situation.
Volkswagen engineers based in the company’s San Francisco and Munich labs, in partnership with the Burnaby team, will be testing algorithms to optimize travel times and distribution of public taxis throughout Beijing. Thanks to quantum computing, this megadata can be processed and analyzed, whereas even the most powerful traditional supercomputers would be unable to handle the sheer number of variables involved.
The solution to this specific problem, which concerns one particular aspect of one particular city, could be expanded and applied to broader fields. The goal of the partnership is to create applications that simply can’t be programmed traditionally, allowing VW to develop its digital competence for the future and D-Wave Systems to test the applications of its quantum computer.
The IT of the future
Martin Hoffman, CIO of Volkswagen Group, explains the difference in performance between quantum computing and current technologies in solving complex problems: “Conventional high-performance computers (HPCs) may take 30 to 45 minutes to produce results that a quantum computer can deliver in three seconds. HPCs are far too slow. Within 30 minutes, the traffic jam would have already formed.”
According to Hoffman, “Quantum computing technology can bring tremendous progress to Volkswagen with respect to all the key IT and digitization topics of the future. We expect a wide range of application possibilities, especially in the areas of autonomous driving, artificial intelligence-supported process control, the smart factory, machine learning and intelligent mobility.”
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To learn more about quantum computing technology: “Quantum computing 101”.