TU Kaiserslautern reçoit sept millions d'euros pour la construction d'un ordinateur quantique

Professeur Herwig Ott (de gauche à droite), Dr. Thomas Niederprüm et le professeur Artur Widera travaillent avec leurs partenaires sur le nouveau ordinateur quantique. Photo : Koziel/TUK

Les ordinateurs quantiques offrent des avantages considérables en termes de vitesse de calcul par rapport aux ordinateurs classiques et numériques. Cela est particulièrement important pour la résolution de problèmes d'optimisation, qui impliquent le calcul de situations complexes telles que celles rencontrées dans la logistique. Afin de rendre ce potentiel exploitable, le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche finance désormais un projet de développement d’un ordinateur quantique pratique avec environ 25 millions d'euros. Le volume total du projet s'élève à 29 millions d'euros. Plus de sept millions d'euros de cette somme seront alloués à la faculté de physique de l'Université technique de Kaiserslautern (TUK).

De nombreux problèmes de calcul pratiques dépassent déjà aujourd'hui les capacités des superordinateurs modernes. Cela se manifeste, par exemple, à plusieurs reprises dans des problèmes d'optimisation, comme la planification d'itinéraires avec de nombreux arrêts intermédiaires, l'optimisation de processus de travail et de production interdépendants, le calcul du vol de montée idéal d’un avion ou la planification de flux logistiques plus respectueux des ressources dans les chaînes d’approvisionnement et les centres de transbordement.

Dans la course à la construction d’un ordinateur quantique utilisable pour des applications, la recherche de l’UT Kaiserslautern a récemment connu un grand succès. Ils ont réussi à obtenir un financement pour un projet majeur visant à construire un tel ordinateur à l’UT Kaiserslautern. Au cours des cinq prochaines années, ils développeront, en collaboration avec des collègues de l’Université de Hambourg, de l’Institut Fraunhofer pour la technologie et la mathématique économique (ITWM) ainsi que des partenaires industriels, un processeur quantique fonctionnel basé sur ce que l’on appelle des atomes de Rydberg. L’objectif est d’optimiser des problèmes industriels pertinents. L’ordinateur quantique sera installé dans le nouveau bâtiment de recherche « Laboratory for Advanced Spin Engineering » (LASE) sur le campus universitaire.

Les ordinateurs quantiques peuvent surpasser la performance des ordinateurs traditionnels de plusieurs ordres de grandeur, car ils fonctionnent de manière complètement différente. Au lieu de bits classiques, qui prennent la valeur 0 ou 1, ils utilisent ce que l’on appelle des qubits, qui peuvent simultanément être 0 et 1. « Grâce à cela, ils ont un potentiel immense pour aborder des problèmes qui sont insolubles pour les ordinateurs classiques. En particulier, ils promettent de pouvoir résoudre des enjeux importants en logistique et en optimisation de processus. Ce sont une technologie clé du 21e siècle », explique le professeur Dr. Herwig Ott, responsable de groupe à la faculté de physique de la TUK, qui a obtenu le financement du projet avec ses collègues physiciens, le professeur Dr. Artur Widera et le Dr. Thomas Niederprüm.

Le professeur Widera ajoute : « Nous sommes fiers d’avoir obtenu ce projet innovant pour la ville, la région et le Land de Rhénanie-Palatinat, qui apportera une visibilité internationale à Kaiserslautern. C’est un grand succès que de pouvoir mettre à profit l’expertise en technologie quantique et en physique quantique que nous avons développée au cours des dix dernières années dans nos programmes de recherche spéciaux, dans ce projet passionnant. » Le Dr. Thomas Niederprüm précise : « Avec l’ordinateur quantique, nous souhaitons tester comment améliorer et rendre plus durable la logistique maritime ou les chaînes d’approvisionnement, afin de réduire la consommation d’énergie et de contribuer ainsi à la protection du climat. »

Parmi les futurs domaines d’application figurent le calcul de nouvelles substances actives pour les médicaments ou l’optimisation d’algorithmes d’assurance. « À long terme, nous attendons également un impact positif sur l’industrie régionale, car l’ordinateur quantique peut être exploité entièrement à distance et de nombreux problèmes d’optimisation apparaissent à divers endroits », conclut le professeur Ott.

Le président de l’université, le professeur Dr. Arnd Poetzsch-Heffter, souligne l’importance du projet : « Avec la construction d’un ordinateur quantique, nous comptons parmi les rares centres de recherche mondiaux à développer cette nouvelle technologie. C’est un succès remarquable et d’une importance stratégique énorme pour l’ensemble du site. Je félicite chaleureusement tous les participants. » Le professeur Dr. Werner R. Thiel, vice-président pour la recherche et la technologie à la TUK, exprime également sa satisfaction : « Je félicite mes collègues. Au cours des dernières années, ils ont posé les bases dans divers projets, programmes de recherche spéciaux et dans le domaine profilé OPTIMAS financé par le Land. Cela porte ses fruits aujourd’hui. »

Le consortium de recherche « RYMAX » rassemble, aux côtés de chercheurs de l’UT Kaiserslautern, des scientifiques de l’Université de Hambourg, de l’Institut Fraunhofer pour la technologie et la mathématique économique (ITWM) ainsi que des partenaires industriels issus des secteurs de la technologie laser, des technologies optiques, de l’électronique, du développement logiciel et de la logistique.