Le grand saut de Quantum met les centres de données en lumière

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Le puce quantique Majorana 1 de Microsoft

Microsoft

Après des décennies confinée principalement aux laboratoires de recherche, la informatique quantique pourrait être plus proche de son moment décisif que ce que beaucoup sur Wall Street anticipent.

La technologie, qui utilise les principes de la mécanique quantique pour résoudre des problèmes au-delà de la capacité des superordinateurs classiques les plus puissants, a longtemps été décrite comme futuriste. Mais les avancées rapides ont intensifié les investissements dans le secteur et suscité des discussions sur la façon dont ces ordinateurs puissants s’intégreront dans des industries comme le secteur des centres de données déjà en plein essor.

« D’ici la fin de la décennie, nous sommes confiants que nous aurons des machines dans des centres de données ayant une valeur commerciale », a déclaré Zulfi Alam, vice-président d’entreprise de Microsoft en charge de la Quantum, à CNBC.

« Je ne pourrais pas dire cela avec autant de clarté l’année dernière, mais cette année, je peux affirmer qu’en 2029, vous aurez des machines qui auront une valeur commerciale, c’est-à-dire qu’elles effectueront des calculs que les machines classiques ne peuvent pas faire », a ajouté Alam, qui dirige le développement de la machine quantique évolutive de l’entreprise.

Les ordinateurs classiques utilisent des commutateurs, ou bits, pour laisser passer ou bloquer un courant électrique à un moment donné afin d’effectuer des calculs. Plus le nombre de bits est élevé, plus la puissance de calcul est grande. Les ordinateurs quantiques, en revanche, exploitent la capacité de certains matériaux à des températures extrêmement basses à exister simultanément dans un état « allumé » et « éteint ». Cela permet aux qubits, ou bits quantiques, d’effectuer les mêmes calculs à des vitesses bien supérieures.

Microsoft, qui a dévoilé l’année dernière une nouvelle puce de calcul quantique appelée Majorana, fait partie des hyperscalers — entreprises qui fournissent une capacité de calcul pouvant s’étendre rapidement en fonction de la demande — comme Google et Amazon, qui investissent massivement dans la technologie.

Patrick Moorhead, PDG et analyste en chef chez Moor Insights & Strategy, indique également voir les hyperscalers et les fournisseurs de plateformes augmenter leurs investissements via l’accès au cloud, le contrôle des prix et les plateformes pour développeurs, tandis que le secteur de la défense investit précocement dans la fois le calcul quantique que le réseautage.

Les gouvernements intensifient aussi leurs investissements, la Chine étant en tête avec près de 18 milliards de dollars d’investissement public dans la technologie quantique, suivie de près par l’UE, selon le Centre européen pour l’économie politique internationale (ECIPE), un groupe de réflexion.

La plupart des feuilles de route industrielles placent désormais la mise en œuvre de ces systèmes entre 2028 et 2032, selon Ellie Brown, analyste en calcul quantique et économie du cloud chez S&P Global Market Intelligence.

UBS prévoit que les avantages du calcul quantique arriveront d’ici le début des années 2030, même si les feuilles de route des entreprises se positionnent pour une réalisation plus précoce, a déclaré Madeleine Jenkins, analyste chez UBS. « Beaucoup d’entreprises me disent que 2027 sera une année importante pour le quantique en termes de feuille de route, en termes de ce qui sera accompli », a-t-elle dit.

Dans l’ensemble, ces calendriers indiquent un secteur qui progresse régulièrement vers une mise en service dans le monde réel, tout en soulevant d’importantes questions sur la façon dont l’infrastructure de données actuelle devra évoluer pour le soutenir.

Changement de la demande énergétique

Dans un rapport de 103 pages publié en janvier, les analystes de UBS dirigés par Jenkins ont indiqué que l’industrie est proche de finaliser un ordinateur quantique qui pourrait coûter des dizaines de millions de dollars à construire, mais capable de résoudre un problème en 200 secondes alors qu’un superordinateur conventionnel mettrait 10 000 ans.

En ce qui concerne l’impact sur l’écosystème des centres de données, des experts ont confié à CNBC que le quantique pourrait potentiellement réduire les besoins énergétiques des installations gourmandes en énergie tout en diminuant la charge de travail nécessaire pour entraîner l’IA.

Je ne pourrais pas dire cela avec autant de clarté l’année dernière, mais cette année, je peux affirmer qu’en 2029, vous aurez des machines qui auront une valeur commerciale, c’est-à-dire qu’elles effectueront des calculs que les machines classiques ne peuvent pas faire.

Zulfi Alam

Vice-président d’entreprise de Microsoft en charge de la Quantum

En termes d’énergie, le calcul quantique nécessiterait « une fraction de ce qu’un centre de données utiliserait », a déclaré Jenkins.

« La grande différence, c’est le temps ; si vous prenez le même problème qui prendrait des milliers d’heures, et que vous le remplacez par un ordinateur quantique qui prend des secondes ou des minutes, alors vous avez évidemment besoin de beaucoup moins d’énergie », a-t-elle ajouté.

Alam de Microsoft a également souligné la réduction des besoins en puissance des ordinateurs quantiques, en précisant que Majorana 1 « affiche plus de puissance que l’ensemble du calcul de toute la planète dans la paume de votre main, et il ne fonctionne pas à haute température. Il fonctionne à froid. »

Bien que la technologie quantique progresse rapidement, il est peu probable qu’elle remplace à court terme le calcul classique que les centres de données hébergent actuellement.

« Idéalement, l’efficacité globale d’un travail de résolution de problème diminuera, mais ce ne sera pas une substitution complète », a déclaré Brown de S&P.

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De Masi : Les systèmes quantiques seront beaucoup plus économes en énergie que l’IA classique

Échange mondial

Alam de Microsoft a insisté sur le fait que les systèmes quantiques ne fonctionneront pas isolément. « Une machine quantique n’est pas une entité autonome. C’est un outil hybride. C’est un accélérateur quantique qui nécessite un ordinateur haute performance très proche », a-t-il déclaré.

Moorhead de Moor Insights & Strategy a également noté que si le quantique se développe, il jouera probablement un rôle complémentaire, ajoutant une nouvelle catégorie « d’infrastructures spéciales » dans les centres de données et orientant la conception des installations vers des « pods quantiques » qui ont leurs propres besoins en énergie et en thermique.

« Il ne remplacera pas à court terme le principal moteur énergétique, qui est l’expansion des centres de données IA, mais il ajoutera des poches de charge spécialisée et de complexité opérationnelle », a-t-il indiqué à CNBC par e-mail.

En fin de compte, il est probable que cela modifie la forme de la demande, mais pas l’ampleur, le boom de l’IA restant un moteur clé de la demande pour ces installations.

Obstacles à venir

Construire ce type de système dans des environnements réels de centres de données ne sera pas simple et pourrait nécessiter des installations entièrement nouvelles conçues à cet effet.

Seules quelques machines quantiques spécialisées sont actuellement déployées dans des centres de données, et les fournisseurs de quantique réfléchissent actuellement à un ensemble de normes industrielles pour faciliter une adoption plus large, selon Brown et Kelly Morgan, analyste chez S&P.

Il reste encore beaucoup de travail sur mesure à faire pour intégrer les systèmes quantiques dans les centres de données, a déclaré Brown, ajoutant que « nous manquons de talents en quantique pour exploiter cela et l’installer efficacement. »

Mais à long terme, elle prévoit « une interaction intéressante entre le quantique et d’autres domaines des centres de données, notamment l’IA », où les deux pourraient collaborer pour résoudre des problèmes.

Tim Adams, président et PDG de l’Institut de Finance Internationale, a déclaré que ces obstacles renforcent la nécessité de poursuivre les investissements dans l’infrastructure des centres de données au cours de la prochaine décennie.

« Les centres de données sont nécessaires pour faire avancer la transformation technologique et doivent être considérés comme l’un des nombreux investissements probables sur la voie vers des réalisations très transformatrices que nous sommes sûrs de voir dans les dix prochaines années », a-t-il déclaré à CNBC.

Et cette phase a déjà commencé, Brown soulignant une vague d’activités de fusions et acquisitions visant à renforcer les capacités nécessaires à la phase commerciale du quantique.

« La M&A a été massive au cours des trois derniers mois », a déclaré Brown, notant plusieurs annonces d’acquisition de la société quantique IonQ. « Il y a eu beaucoup de positionnements dans le secteur, non seulement pour améliorer le talent et la technologie quantique, mais aussi pour mieux contrôler cette chaîne d’approvisionnement. »

Avec les opportunités offertes par le calcul quantique, en ce qui concerne les risques, la sécurité des données est sans doute le plus grand.

Selon UBS, un ordinateur quantique suffisamment puissant pourrait casser les méthodes de cryptage actuelles, ce qui rendrait les systèmes de sécurité obsolètes. Le rapport de la banque suisse avertit que les entreprises devront mettre en œuvre de nouvelles techniques de cryptage résistantes au quantique, et que l’investissement dans celles-ci devra commencer dans les prochaines années.

Même avec cette vague d’investissements, Alam de Microsoft a averti que le chemin à venir ne sera pas facile. « Cela va demander beaucoup de sang, de sueur et de larmes », a-t-il dit, anticipant de nombreux défis à l’arrivée des machines quantiques — du respect des critères de performance à la résolution de problèmes techniques complexes — tous devant « converger au bon moment » pour que la véritable magie opère.