L'Institut de recherche pour la défense totale (FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut) a publié le rapport intitulé « Calculs quantiques pour les problèmes d'optimisation : une introduction axée sur les applications de défense », rédigé à la demande du ministère de la Défense suédois. Le rapport décrit comment les algorithmes quantiques peuvent être utilisés pour résoudre des problèmes d'optimisation dans le domaine de la défense.
Le rapport est rédigé par Charlotta Bengtson, chercheuse principale au département Armes, protection et sécurité du FOI, et Johan Nilsson, chercheur principal au département Technologie de défense. Selon le communiqué de presse du FOI, les chercheurs examinent comment les algorithmes quantiques peuvent être appliqués à des problèmes tels que l'allocation des ressources et la logistique.
« Les problèmes d'optimisation sont très fréquents dans les calculs de défense, notamment en matière d'allocation des ressources et de logistique. Il s'agit d'une vaste catégorie de problèmes, qui a également été identifiée comme une catégorie pour laquelle les ordinateurs quantiques actuels pourraient se révéler efficaces », déclare Charlotta Bengtson dans le communiqué de presse.
Selon le FOI, les ordinateurs quantiques se distinguent des ordinateurs classiques par l'utilisation de bits quantiques (qubits) à la place des bits ordinaires. Grâce au principe de superposition, un qubit peut exister simultanément dans les deux états zéro et un, ce qui permet à un ordinateur quantique de traiter plusieurs possibilités en parallèle. Un autre principe fondamental est celui de l'interférence, selon lequel les qubits se comportent comme des ondes pouvant se renforcer ou s'annuler mutuellement, un phénomène exploité pour accroître l'efficacité des calculs.
La génération actuelle d'ordinateurs quantiques est désignée sous le nom d'ordinateurs NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum, soit « quantique bruité à échelle intermédiaire »). Ces machines ne disposent pas d'une correction d'erreurs complète, ce qui limite leur utilité.
« Ils commettent souvent des erreurs, et leurs capacités s'en trouvent alors limitées », déclare Johan Nilsson dans le communiqué de presse.
Charlotta Bengtson souligne que les calculs quantiques dans un contexte de défense peuvent fournir des solutions plus rapides aux problèmes critiques en termes de délais, et établit une comparaison avec le secteur aérien, où une solution quasi optimale obtenue rapidement peut être préférable à une solution parfaite nécessitant un long temps de calcul.
Les chercheurs font observer que les ordinateurs classiques se développent en parallèle avec les ordinateurs quantiques, et qu'une combinaison d'ordinateurs classiques, d'intelligence artificielle et d'ordinateurs quantiques constituera vraisemblablement la meilleure solution pour les problèmes d'optimisation à l'avenir.
« Pour de nombreux problèmes, il reste préférable d'utiliser des méthodes classiques », déclare Charlotta Bengtson.