L’accord IBM renforce le leadership de l’USC en matière d’informatique quantique

L’USC a conclu un nouvel accord avec IBM qui stimule la recherche quantique par les scientifiques et les étudiants et renforcera le statut de l’université en tant que leader de la recherche quantique et formateur de premier plan de la main-d’œuvre technologique du pays.

Notre nouveau partenariat avec IBM pour développer l’informatique quantique à l’USC stimulera la recherche et l’innovation dans ce domaine et marque une étape majeure pour notre initiative Frontiers of Computing, a déclaré la présidente de l’USC, Carol Folt. En ouvrant le premier IBM Quantum Innovation Center sur la côte ouest, l’USC invite les meilleurs chercheurs et acteurs de l’industrie à se joindre à nous pour façonner l’avenir de l’informatique quantique.

L’accord accélère également les efforts de l’université pour atteindre les objectifs de recherche et d’éducation de Folts Frontiers of Computing moonshot, une initiative de plus d’un milliard de dollars qui soutient l’avancement éthique dans des domaines tels que l’intelligence artificielle, la robotique et l’informatique quantique.

L’USC a démarré officiellement ses opérations en tant que centre d’innovation IBM Quantum le 1er février, donnant aux chercheurs de l’université un accès cloud aux systèmes quantiques IBM.

Nous sommes ravis de collaborer avec l’USC, non seulement pour les aider à faire progresser leurs intérêts de recherche, mais aussi pour préparer leurs étudiants à rejoindre une main-d’œuvre quantique en croissance rapide, a déclaré Jay Gambetta, IBM Fellow et vice-président d’IBM Quantum. Et face à l’intérêt croissant du secteur, l’USC jouera un rôle de connecteur important en tant que centre d’innovation IBM Quantum, offrant aux organisations un moyen de développer conjointement des algorithmes et des cas d’utilisation pour des applications pratiques de l’informatique quantique.

Au sein de l’École d’ingénierie de l’USC Viterbi et du Collège des lettres, des arts et des sciences de l’USC Dornsife, les chercheurs notent que la collaboration augmente considérablement les capacités quantiques de l’USC en matière de recherche. Le puissant système informatique des ordinateurs quantiques d’IBM pourrait les aider à gérer des calculs complexes qui pourraient bientôt devenir trop difficiles pour les ordinateurs classiques ordinaires utilisant des processeurs traditionnels en silicium.

Le nouveau Centre d’innovation quantique IBM de l’USC sera un pilier de notre capacité à mener des recherches de pointe dans le domaine de l’informatique quantique et à former de futurs scientifiques qui feront des découvertes passionnantes, a déclaré Daniel Lidar, directeur du Centre d’innovation de l’USC. Quantum Information Science and Technology, qui dirigera également l’IBM Quantum Innovation Center de l’USC.

Jusqu’à récemment, l’USC utilisait le plan d’accès libre d’IBM.

N’importe qui dans le monde peut mener des expériences via le cloud en utilisant un ensemble limité d’ordinateurs quantiques IBM, a déclaré Lidar, professeur de plusieurs disciplines de génie électrique et informatique, de chimie, de physique et d’astronomie à l’USC Viterbi et à l’USC Dornsife, et titulaire du Viterbi. Chaire. Désormais, grâce à l’IBM Quantum Innovation Center, nous pouvons mener nos expériences sur un plus large éventail d’ordinateurs quantiques de pointe mis à disposition par IBM.

Le partenariat est un autre avantage en faveur de l’USC pour les étudiants aspirant à entrer dans le domaine des sciences de l’information quantique et pour les grandes entreprises technologiques, les entrepreneurs gouvernementaux et les agences qui recrutent pour la spécialité. Plusieurs dizaines d’étudiants inscrits au programme de master de l’USC Dornsife et de l’USC Viterbi cette année universitaire ont eu un accès immédiat aux machines quantiques d’IBM.

L’innovation remarquable qui sous-tend l’informatique quantique est le résultat de décennies d’échange de connaissances entre des leaders de l’industrie comme IBM et des chercheurs universitaires dans des universités comme l’USC, a déclaré Amber Miller, doyenne de l’USC Dornsife. En nous appuyant sur cette longue tradition de collaboration, nous travaillerons ensemble pour accélérer la révolution quantique et approfondir notre compréhension fondamentale du monde.

L’informatique quantique s’avère prometteuse en tant que technologie révolutionnaire car, en théorie, ses vitesses de traitement dépassent de loin celles des ordinateurs classiques, notamment pour résoudre des problèmes informatiques particulièrement difficiles. Bien que la technologie n’ait pas encore franchi le seuil où elle démontre un avantage considérable, de nombreux scientifiques pensent que ce jour viendra bientôt.

Le domaine quantique constitue une nouvelle frontière passionnante et intrigante dans les domaines de l’informatique, des communications et de la détection. L’USC a anticipé cette émergence et a été à l’avant-garde depuis plus d’une décennie avec la réunion d’un groupe solide de professeurs qui ont fait progresser l’informatique quantique et les communications académiques à la fois sur le campus et dans notre propre Institut des sciences de l’information, a déclaré Yannis C. Yortsos, doyen. de l’USC Viterbi.

Aujourd’hui, nous franchissons une nouvelle étape importante avec le partenariat avec IBM Quantum, a ajouté Yortsos. Il catalysera davantage nos recherches pionnières en tirant parti des phénomènes quantiques pour la technologie et en éduquant la prochaine génération d’étudiants en ingénierie et en sciences dans le monde quantique fascinant.

Informatique quantique : une nouvelle ère de recherche et d’innovation

Lorsque cela se produit, le développement d’applications présentant un avantage quantique pourrait affecter plusieurs secteurs. Avec l’informatique quantique, les scientifiques espèrent réaliser des percées potentielles dans la découverte de médicaments, l’électronique économe en énergie et le stockage d’énergie. Le quantique pourrait également être la clé d’avancées révolutionnaires en matière d’apprentissage automatique qui pourraient résoudre des problèmes dans des domaines tels que la durabilité et le traitement d’images.

Avec la prolifération des problèmes d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique, et la nécessité de rassembler des données de formation dans ces domaines, nous allons devoir traiter des ensembles de données de plus en plus volumineux, a déclaré Mahta Moghaddam, vice-doyen de la recherche à l’USC Viterbi et professeur émérite. du génie électrique et informatique.

Les ordinateurs actuels vont avoir des limites à mesure que la taille et la diversité des ensembles de données augmentent, nous aurons donc éventuellement besoin de solutions quantiques pour résoudre ces problèmes d’IA, a déclaré Moghaddam, titulaire de la chaire Ming Hsieh en génie électrique et informatique-électrophysique.

L’accord IBM constitue la dernière étape importante pour l’université dans son parcours quantique. L’université est déjà un leader reconnu dans le domaine quantique, classée parmi les cinq meilleurs programmes de systèmes d’information quantique, comme le rapporte The Quantum Insider, avec une force particulière dans l’informatique quantique, la cryptographie quantique et la théorie de l’information quantique. Son autre point fort est la correction des erreurs quantiques, un aspect essentiel dans la quête visant à permettre aux ordinateurs quantiques de réaliser leur avantage informatique malgré leur susceptibilité aux erreurs dues à des perturbations externes.

Cet accord renforce le leadership de l’USC dans le domaine des sciences de l’information quantique, a déclaré Moh El-Naggar, doyen de la division des sciences physiques et mathématiques de l’USC Dornsife, qui a contribué à faciliter l’accord. Les experts de notre corps professoral étaient en avance sur leur temps en appliquant les ordinateurs quantiques émergents pour relever de grands défis en matière de santé et d’énergie. Nous avons stratégiquement conçu cet accord pour positionner désormais l’USC comme une plaque tournante pour de futurs partenariats industriels bénéficiant de notre expertise et d’un accès prioritaire au matériel quantique.

Certains scientifiques pensent qu’il ne faudra pas moins de 10 ans avant que les ordinateurs quantiques soient utilisés pour résoudre certains problèmes informatiques insolubles pour les CPU ou les GPU. L’été dernier, IBM a annoncé une avancée cruciale dans un article de Nature, démontrant la capacité des systèmes quantiques actuels à fonctionner à l’échelle industrielle, au point où les ordinateurs quantiques peuvent servir d’outils scientifiques pour explorer de nouvelles classes de problèmes au-delà de la force brute, la simulation classique de mécanique quantique.

L’universalité des systèmes quantiques d’IBM signifie qu’ils sont conçus pour prendre en charge l’exécution de n’importe quel calcul, comme vous le pouvez bien sûr sur un ordinateur portable ou de bureau ordinaire, avec une puissance quantique supplémentaire, a déclaré Lidar. Par exemple, l’année dernière, un ancien étudiant (maintenant chez IBM) et moi-même avons rapporté le premier exemple d’accélération quantique algorithmique : nous avons utilisé les ordinateurs quantiques d’IBM pour résoudre un problème de devinette plus rapidement qu’il n’est possible d’utiliser n’importe quel ordinateur classique.

Lorsque les ordinateurs quantiques surpassent les ordinateurs classiques dans leur capacité à résoudre certains problèmes complexes, cela pourrait s’accompagner non seulement d’accélérations de calcul révolutionnaires, mais également de réductions massives de la consommation d’énergie, a déclaré Lidar.

Une fois que tout est refroidi, le calcul consomme peu d’énergie, ce qui est très différent de la façon dont fonctionnent les ordinateurs classiques ordinaires, a déclaré Lidar, qui envisage une solution prochainement. En combinant cela avec l’accélération quantique, un ordinateur quantique à grande échelle consommera à terme beaucoup moins d’énergie qu’un supercalculateur classique.

Les emplois technologiques de demain seront dans l’informatique quantique

L’accord IBM permet à l’USC d’accéder à des outils permettant de mener des recherches avancées et de former des étudiants à l’avant-garde des progrès et de la recherche en informatique. L’accès aux systèmes quantiques d’IBM revigore le travail d’une vingtaine de professeurs de l’USC Dornsife et de l’USC Viterbi, a déclaré Stephen Bradforth, conseiller principal de l’USC Dornsife Dean Millers pour la stratégie de recherche et le développement.

Le nouveau centre quantique de l’USC comprend également des opportunités d’emploi et d’innovation, ainsi que de nouvelles opportunités commerciales pour les étudiants diplômés de l’université, notamment en STEM.

Cette ressource positionne nos doctorants et postdoctorants en mathématiques, physique, chimie et biologie computationnelle à la pointe de la conception d’algorithmes pour résoudre des problèmes informatiques difficiles dans chacune de ces disciplines de manière totalement nouvelle, a déclaré Bradforth.

De plus en plus d’employeurs, y compris des agences gouvernementales, recherchent des diplômés diplômés en sciences et technologies quantiques dans les secteurs public et privé, et la question de l’éducation et de la formation de la main-d’œuvre quantique est une préoccupation soulignée dans de récents rapports fédéraux. La Maison Blanche et la National Quantum Initiative ont tracé en 2022 la voie à suivre pour créer une main-d’œuvre quantique, et le gouvernement fédéral continue de solliciter l’avis des secteurs de la recherche et de l’enseignement supérieur pour créer un pipeline capable de répondre au besoin national croissant en matière quantique.

La technologie quantique est évaluée en milliards de dollars et son potentiel est encore plus grand. Un rapport de McKinsey & Co. d’avril dernier indiquait que les investissements annuels dans les startups de technologie quantique atteignaient 2,35 milliards de dollars avant la publication du rapport. L’entreprise estimait alors que le secteur de la technologie quantique pourrait atteindre une valeur de 106 milliards de dollars d’ici 2040.

Avec clairvoyance, en 2020, l’USC a été le fer de lance du lancement d’un programme de maîtrise en systèmes d’information quantiques. Deux cohortes ont obtenu leur diplôme et décroché un emploi chez des géants de la technologie, dont Amazon, Google et, bien sûr, IBM. Les étudiants diplômés et postdoctoraux de l’USC ont également décroché des postes de recherche dans des laboratoires nationaux et des postes de professeur à l’Université Duke, à l’Université Cornell et à l’Université du Nouveau-Mexique, ainsi que dans de nombreuses autres universités du monde entier.

Les étudiants qui obtiennent leur diplôme de nos programmes ont tendance à obtenir de très bons résultats en termes d’insertion dans l’industrie ou dans le milieu universitaire, a déclaré Lidar.

Les dirigeants de l’USC Dornsife et de l’USC Viterbi s’attendent à un intérêt encore plus grand pour les cours et les études quantiques maintenant que l’université est un centre d’innovation quantique IBM. Et ils sont prêts à accueillir une nouvelle vague d’étudiants et de chercheurs.