La science quantique comme solution aux changements climatiques?

Photo : Michel Caron - UdeS

Le smog des derniers jours soulève l’inéluctable question des bouleversements environnementaux. Des scientifiques comme Karl Thibault, de l’Institut quantique de l’UdeS, croient que la science quantique pourrait nous offrir des solutions si la recherche interdisciplinaire se mobilise.

On dit de l’ordinateur quantique que sa puissance serait telle qu’il pourrait contribuer, à terme, à trouver des solutions aux changements climatiques, entre autres par l’optimisation de la distribution d’énergie ou des réseaux de transport, ou encore par la simulation des interactions complexes à l’origine de phénomènes climatiques.

Karl Thibault, chercheur à l'Institut quantique de l'Université de Sherbrooke
Karl Thibault, chercheur à l'Institut quantique de l'Université de Sherbrooke

Photo : UdeS

Mais comment intéresser des scientifiques à la question? C’est le défi auquel souhaite répondre Karl Thibault et ses collaborateurs de Q4Climate (prononcé « Quantum for Climate »). Les sept scientifiques provenant de l’industrie et du monde universitaire ont récemment mis en ligne Quantum technologies for climate change: Preliminary assessment, une publication qui se veut une première contribution afin de lancer la conversation sur la possibilité de mettre les sciences et les technologies quantiques au service de solutions environnementales.

Karl Thibault, coordonnateur – entrepreneuriat et programme scientifique à l’Institut quantique, est parmi les instigateurs de ce regroupement. Il nous en fait la genèse : « En collaboration avec Augustin Di Paolo, maintenant stagiaire postdoctoral au MIT (Massachusetts Institute of Technology) et un ancien de l’IQ, nous avons soulevé cette question alors que nous étions au doctorat en 2019. Les enjeux liés au climat nous préoccupent énormément, et nous cherchions des façons d’orienter la discussion au sujet des progrès technologiques liés aux sciences quantiques et de les mettre au service d’enjeux sociétaux. C’était le point de départ de notre démarche. »

Le défi est donc posé : mobiliser le milieu scientifique et marier sciences et technologies quantiques aux questions environnementales.

Par où commencer? Les deux collaborateurs ont fait le tour de leurs réseaux respectifs. « Nous avons contacté des représentants d’un mouvement en intelligence artificielle qui venaient de publier un article portant sur son applicabilité pour développer des solutions immédiates aux changements climatiques. Puisque, pour leur part, les sciences et les technologies quantiques n’offrent pas nécessairement de solutions immédiatement applicables, notre mandat s’est précisé et s’est centré sur la mobilisation. Notre idée était d’amorcer le dialogue, de démontrer que la communauté quantique compte en ses rangs des personnes qui se soucient de changements climatiques, et de les aiguiller vers les avenues de recherche les plus prometteuses. Nous voulions aussi éviter de créer de fausses attentes en promettant des solutions clés en main. »

C’est ainsi que le duo s’est lancé à la recherche de collaborateurs, après avoir identifié quelques domaines. « Nous savions que nous voulions réfléchir à cette question avec des scientifiques qui se spécialisent, par exemple, en optimisation ou encore en senseurs quantiques. »

Le groupe s’est également doté d’un comité consultatif auquel participe le directeur scientifique de l’IQ, le professeur Alexandre Blais.

Des technologies moins énergivores et plus puissantes

En tant que coordonnateur à l’entrepreneuriat et au programme scientifique, Karl Thibault a mis sur pied plusieurs activités, dont celles d’Horizon IQ, qui portent sur des thèmes connexes à la recherche scientifique. « Lors d’une présentation à l’IQ, l’entrepreneur Nicholas Farina, qui est membre de notre comité consultatif et PDG d’EeroQ, parlait déjà de questions éthiques liées à l’avènement de l’ordinateur quantique. De son côté, Pierre-Luc Dallaire-Demers de Zapata Computing nous avait sensibilisés aux questions liées à la demande énergétique de l’ordinateur quantique. Ces questions importantes sont pourtant très peu explorées par la communauté, il fallait donc pousser plus loin la démarche. »

Dans la publication, Karl Thibault s’intéresse d’ailleurs aux questions énergétiques du calcul quantique.L’ordinateur quantique est souvent vanté pour son potentiel à résoudre des problèmes complexes plus rapidement que nos outils actuels. Cependant, ne serait-ce pas aussi pertinent, sinon plus, que celui-ci soit capable de résoudre des problèmes de façon moins énergivore que nos outils actuels, même si la résolution est moins rapide?

 La conclusion est que le recours à l’ordinateur quantique et à sa puissance de calcul permettrait, dans certains cas, non seulement de résoudre des problèmes complexes plus rapidement, mais de le faire en utilisant moins d’énergie.

« La question mérite d’être explorée davantage, et l’IQ espère lancer une collaboration avec le professeur Ben Amor et la professeure Marie-Luc Arpin ici, à l’Université de Sherbrooke, afin de continuer ces démarches. Ces technologies sont émergentes, et c’est justement pendant leur développement qu’il faut se soucier de leur impact potentiel sur notre environnement. »