NVIDIA a annoncé NVQLink, une architecture de système ouverte conçue pour lier des processeurs quantiques (QPU) à une supercalculateur à accélération GPU, dans le but de promouvoir une nouvelle génération de superordinateurs quantico-classiques. Ce projet a été élaboré en collaboration avec neuf laboratoires scientifiques américains — dont Brookhaven, Fermilab, Berkeley Lab, Los Alamos, MIT Lincoln Laboratory, Oak Ridge, PNNL et Sandia — ainsi qu’avec 22 partenaires industriels issus de fabricants de QPU et de contrôleurs quantiques.

Selon la société, NVQLink offre une liaison à haute vitesse et faible latence essentielle pour que les systèmes quantiques puissent exécuter en temps réel des algorithmes de contrôle, la calibration et surtout la correction d’erreurs quantiques, un aspect clé pour rendre la calcul quantique pratique et extensible. La technologie s’intègre à la plateforme CUDA-Q de NVIDIA, permettant aux développeurs de programmer des applications hybrides qui orchestrent CPU, GPU et QPU comme un seul système cohérent.

Pourquoi c’est important : du laboratoire aux applications concrètes

Les qubits sont extrêmement sensibles et sujets à erreurs. Leur maintien opérationnel requiert la mise en place de boucles de contrôle capables de réagir en micro- ou millisecondes face au bruit, à la dérive ou aux couplages indésirables. C’est ici que NVQLink intervient : en créant une liaison directe entre le contrôle classique accéléré par GPU et les QPU, il permet l’exécution de ces boucles avec une bande passante et une latence suffisantes pour soutenir la correction d’erreurs et stabiliser le système.

Ce paradigme hybride (quantique + classique) constitue également la voie la plus réaliste pour accélérer des applications proches du marché, telles que la chimie computationnelle, les matériaux ou la modélisation de processus quantiques, mêlant grands simulations GPU et subroutines quantiques spécifiques.

Un écosystème étendu : 17 constructeurs de QPU et 5 fournisseurs de contrôle

NVQLink se présente comme une architecture ouverte qui ne se limite pas à un seul type de QPU. Parmi ses partenaires figurent des développeurs de qubits à base de supraconducteurs, ions, photons ou atomes neutres : Quantinuum, IonQ, Rigetti, Pasqal, QuEra, Oxford Quantum Circuits, Atom Computing, IQM, ORCA Computing, Alice & Bob, Quantum Motion, Quandela, Anyon, SEEQC, Quantum Circuits, Inc., Infleqtion, et Silicon Quantum Computing.

Au niveau du contrôle – où sont générés les impulsions, lus les qubits et synchronisés les expériences – interviennent Keysight Technologies, Quantum Machines, Qblox, QubiC et Zurich Instruments, intégrant leurs systèmes avec le back-end accéléré fourni par NVQLink.

Laboratoires nationaux : une feuille de route pour la supercalcul quantico-classique

Les laboratoires du Department of Energy (DOE) utiliseront NVQLink comme base pour faire progresser la correction d’erreurs, la calibration et le développement d’applications hybrides. La collaboration vise à ce qu’à chaque supercalculateur scientifique à GPU puisse être étroitement couplé avec des modules quantiques — locaux ou distants — et de les présenter à l’utilisateur comme une seule ressource.

L’objectif stratégique est clair : préparer l’infrastructure pour une ère quantico-GPU, où la capacité d’IA (entraînement/inférence sur GPU) et le calcul quantique s’alimentent mutuellement.

Comment ça se programme : CUDA-Q et stacks hybrides

Les chercheurs pourront accéder à NVQLink via CUDA-Q, le SDK de NVIDIA dédié à la programmation quantique-classique. Cet environnement permet de définir des algorithmes hybrides, d’envoyer des kernels sur GPU et QPU, et de les synchroniser dans une exécution unifiée. La promesse étant de réduire la friction entre ces deux mondes, jusqu’ici opérés avec des outils disparates et peu garantissant la portabilité vers des systèmes réels.

Impacts pour le secteur

• Convergence réelle : créer un pont standardisé entre QPU et supercalculateur, permettant des pilotes à échelle hors laboratoire.
• Généralisation technologique : soutenir multiples plateformes quantiques (supraconducteurs, ions, photons, atomes neutres…) évite le verrouillage fournisseur et facilite la comparabilité.
• Accélération du “software quantique” : disposer de I/O, de latence et de GPU pour la contrôle/correction accélère la transition des expériences vers des charges de travail récurrentes dans la chimie et les matériaux.
• Attraction des talents et des capitaux : en alignant laboratoires, startups et grandes techs sur une architecture commune, on réduit les risques d’adoption et favorise l’apprentissage croisé.

Disponibilité

Les fabricants de QPU et centres de supercalcul intéressés peuvent demander un accès à NVQLink via le site officiel du programme. L’intégration avec CUDA-Q est en cours pour permettre aux chercheurs et aux développeurs de commencer à concevoir et tester des applications hybrides dans des environnements réels.

Questions fréquentes

En quoi NVQLink surpasse-t-il une simple “liaison logicielle” entre QPU et GPU via réseau traditionnel ?
Il garantit une latence et un débit pour le contrôle et la correction, tout en offrant une architecture standardisée facilitant l’intégration physique et logique de la QPU avec le back-end GPU.

Ce système est-il limité à un seul type de qubit ou de matériel quantique ?
Pas du tout. NVQLink est ouvert et agnostique, regroupant un écosystème de 17 fabricants de QPU et 5 fournisseurs de contrôle, couvrant diverses technologies (supraconducteurs, ions, photons, atomes neutres…).

Comment se développe une application hybride avec NVQLink ?
En utilisant CUDA-Q, où les composants classiques et quantiques sont définis comme tâches coordonnées : la QPU exécute le circuit ; les GPU s’occupent du contrôle, calibrage, optimisation et post-traitement, tout cela dans un flux unifié.

Quels sont les premiers cas d’usage envisagés ?
La chimie computationnelle et la science des matériaux (propriétés électroniques, catalyse, optimisation de structures), ainsi que certains algorithmes et tests de correction d’erreurs à petite échelle.

Note : NVQLink relie la QPU et la GPU via une interconnexion haute vitesse et faible latence, s’intègre à CUDA-Q et bénéficie du soutien de neuf laboratoires américains, dix-sept fabricants de QPU et Cinq fournisseurs de contrôle quantique pour accélérer la computing quantico-classique en direction d’applications pratiques.