Quantique et intelligence artificielle au Québec : l’UdeS au cœur des perspectives prometteuses

La puissance du calcul quantique est appelée à développer l’intelligence artificielle, et vice versa, puisque les deux sciences sont complémentaires. En créant la Chaire en calcul quantique, financée en majeure partie par le ministère de l’Économie et de l’Innovation du Québec (MEI), l’Université de Sherbrooke met tout en place pour contribuer au plein déploiement de ce tandem puissant.

Cette chaire sera dirigée par le physicien théoricien Stefanos Kourtis, professeur au Département de physique et membre de l’Institut quantique (IQ) depuis janvier 2020.

Selon une vision multidisciplinaire jumelant la physique et le numérique, cet expert des systèmes quantiques recrutera et formera les meilleurs talents afin de doter l’industrie québécoise du savoir nécessaire au développement des technologies quantiques.

Le Québec, grâce notamment à l’IQ, est chef de file mondial en sciences quantiques. Au cours des 10 dernières années, des géants de l’informatique comme Google, IBM, Intel et Rigetti ont eu recours aux découvertes réalisées à l’UdeS pour le développement de technologies de pointe impliquant des investissements majeurs. La création de cette chaire s’inscrit dans ce contexte favorable.

Rappelons que la mise en place d’un nouvel Espace IBM Q de même que la construction d’un nouveau bâtiment ultraspécialisé en sciences quantiques positionnent l’IQ avantageusement sur plusieurs plans, notamment dans la course mondiale que se disputent les géants de l’informatique quant à l’invention de l’ordinateur quantique.

L’invention prochaine de l’ordinateur quantique… Mais n’existe-t-il pas déjà?

L’ordinateur quantique capable de concurrencer le superordinateur, soit l’appareil le plus performant à ce jour, n’existe pas encore sous sa forme idéale.

Il en existe quelques exemplaires assez puissants, comme celui qui se trouve à la base de la nouvelle plateforme en calcul quantique de l’UdeS, l’Espace IBM Q, dirigée par le professeur Kourtis.

Cependant, il nous faudra encore quelques années avant de créer un appareil qui supplantera en tout point la technologie actuelle en matière de puissance, de vitesse de calcul et de précision.

Couplé aux technologies liées à l’intelligence artificielle, l’ordinateur quantique révolutionnera les pratiques dans une multitude de domaines, dont celui de la santé.

Matériaux avancés et solutions numériques

La Chaire en calcul quantique vise à développer de nouvelles méthodes de calcul issues de la science quantique. Elle étudiera également le comportement des matériaux fortement corrélés et topologiques.

Bien que ces thématiques paraissent distinctes, il y a en fait un lien profond entre l’étude théorique et numérique des matériaux quantiques et les méthodes inspirées de la science quantique permettant de résoudre des problèmes calculatoires difficiles, comme ceux qui surviennent dans le domaine de l’apprentissage machine, par exemple. Le programme de recherche de la Chaire s’articule autour de cette synergie multidisciplinaire.

Nous avons à peine effleuré les possibilités d'innovation offertes par les sciences et les technologies quantiques à travers les différents domaines de la science et de l'économie.

Stefanos Kourtis, titulaire de la Chaire et directeur scientifique de la nouvelle plateforme en calcul quantique de l’UdeS

Avec son expertise poussée et ses équipements de pointe, l’IQ est l’endroit tout indiqué pour mener de telles recherches, lesquelles s’inscrivent dans l’un des thèmes fédérateurs de recherche de l’UdeS, soit les matériaux et les procédés innovants et les sciences quantiques.

Les travaux de cette chaire s’inscrivent dans l’un des thèmes fédérateurs de recherche de l’UdeS, les matériaux et les procédés innovants et les sciences quantiques.

Importantes retombées

L’ambitieux programme de recherche de la Chaire en calcul quantique prévoit divers partenariats.

« L’Université de Sherbrooke a une longue culture de collaboration et de partenariats qui se traduit dans le domaine de la science quantique par la capacité à associer excellence scientifique et proximité industrielle, affirme le professeur Vincent Aimez. Cette stratégie est parfaitement illustrée par la Chaîne d’innovation intégrée associant l’Institut quantique (IQ), l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3IT) et le Centre de collaboration MiQro innovation (C2MI). »

En collaboration avec le MEI, ce projet positionnera avantageusement le Québec dans la course mondiale de la science quantique. Cette nouvelle étape permet de renforcer la stimulation de l’intérêt des industriels à investir au Québec, notamment dans l’écosystème estrien de l’innovation en sciences quantiques et technologies associées.

Vincent Aimez, vice-recteur à la valorisation et aux partenariats  

Les découvertes relatives aux matériaux quantiques permettront de stimuler l’intérêt de l’industrie microélectronique. Quant aux méthodes de calcul développées, elles pourront s’avérer pertinentes pour des partenaires comme IVADO, CRIM ou Mila. Ces méthodes pourront également devenir indispensables pour calibrer les dispositifs de calcul quantique offerts par diverses compagnies, telles que Rigetti, D-Wave, Google et IBM.

La création de la chaire et le recrutement de son titulaire, le professeur Kourtis, s’inscrivent directement dans la stratégie facultaire de promouvoir la recherche interdisciplinaire. Son ajout à notre équipe permet d’envisager des collaborations qui rejoignent à la fois la recherche fondamentale et la recherche appliquée.

Carole Beaulieu, doyenne de la Faculté des sciences

Contribuer au développement économique du Québec

En investissant dans cette chaire, le gouvernement du Québec espère pouvoir maintenir, voire renforcer la position dominante de la province dans ce secteur en émergence.

Le Québec possède un grand bassin d’entreprises qui profiteront des percées réalisées par le professeur Stefanos Kourtis et son équipe dans les technologies quantiques. En soutenant la Chaire en calcul quantique de l’Université de Sherbrooke, le gouvernement du Québec appuie l’excellence de l’écosystème de recherche québécois dans ce domaine d’avenir.

Pierre Fitzgibbon, ministre de l’Économie et de l’Innovation

Soulignons que la Chaire en calcul quantique touche des domaines clés qui sont au cœur du développement économique québécois. Par ailleurs, de nombreux partenariats industriels sont projetés au cours des prochaines années, dont l’un déjà confirmé avec l’entreprise canadienne CMC Microsystems.

Le développement de l’intelligence artificielle et des sciences quantiques recèle un formidable potentiel économique pour le Québec. Or la concurrence est féroce, tant au Canada qu’ailleurs dans le monde. Pour se positionner, la province doit disposer d’une masse critique de chercheuses et chercheurs.

Dans cette optique, le gouvernement du Québec a déployé une stratégie majeure visant, entre autres, à s’allier aux meilleurs talents dans ces domaines.

En 2019-2020, il a ainsi investi 6,7 M$ à l’Université de Sherbrooke pour la construction et l’aménagement d’espaces à l’Institut quantique et 4,5 M$ pour l’espace IBM-Q, et 600 000 $ ont été octroyés pour la création de cette chaire de recherche en calcul quantique. La création de la Chaire de recherche en numérique de la santé s'inscrit également dans cette stratégie.