L'approche d'EDF en matière de gestion de l'énergie a fait un bond en avant avec Pasqal

Électricité de France (EDF) est un leader sur le marché mondial de l'énergie et le plus grand fournisseur d'énergie en France, qui s'est engagé à s'adapter à un paysage industriel en évolution rapide. Avec un portefeuille énergétique diversifié qui comprend 50 centrales nucléaires, ainsi que des activités importantes dans le domaine des énergies renouvelables et des centrales à gaz, EDF donne la priorité à la production d'électricité propre selon les normes de sécurité les plus strictes.

Alors que l'adoption des énergies renouvelables augmente en même temps que l'utilisation des véhicules électriques (VE), EDF est confronté à des défis en matière de prévision de la demande et d'optimisation de l'offre, compte tenu des changements dans les habitudes des consommateurs et des besoins énergétiques. Il est essentiel de relever ces défis pour garantir une distribution efficace et sûre de l'énergie dans un secteur énergétique en pleine mutation.

Les défis et l'arrivée du quantique sont les moteurs de l'innovation d'EDF

L'un des défis les plus importants auxquels EDF est confronté est la prévision précise de la demande d'énergie. Ce défi est renforcé par l'imprévisibilité inhérente aux sources d'énergie renouvelables. Contrairement à l'énergie traditionnelle, la production des énergies renouvelables telles que le vent et le soleil dépend fortement des conditions environnementales, qui sont naturellement variables et difficiles à prévoir, ce qui complique les modèles de prévision. En outre, les centrales nucléaires et les usines à gaz ne peuvent pas être activées ou désactivées rapidement pour s'adapter à ces fluctuations. Cette limitation nécessite des prévisions et une planification très précises pour assurer l'équilibre entre l'offre et la demande d'énergie.

L'intérêt d'EDF pour l'informatique quantique est né des limites inhérentes aux méthodes de calcul et de codage classiques, en particulier pour relever ces défis complexes de prévision et d'optimisation. Les algorithmes traditionnels, bien qu'efficaces à petite échelle, peinent à répondre aux besoins étendus de la gestion moderne de l'énergie, tels que l'optimisation précise de la séquence de charge de millions de véhicules électriques. Les ordinateurs classiques, largement utilisés pour des tâches allant de la simulation du fonctionnement des centrales nucléaires au vieillissement des matériaux photovoltaïques, ont atteint leurs seuils de calcul dans ces domaines.

Conscient de ces contraintes, EDF a commencé à explorer l'informatique quantique en 2017 comme un moyen d'améliorer considérablement la précision de leurs prévisions et leurs capacités opérationnelles. L'équipe du projet Quantum d'EDF, dirigée par Joseph Mikael, responsable de l'informatique quantique chez EDF, est un groupe diversifié et interdisciplinaire qui a été réuni pour relever des défis complexes dans le secteur de l'énergie. Cette équipe comprend 20 professionnels issus de domaines variés tels que l'optimisation, la science des matériaux et la physique critique, qui travaillent tous sur des initiatives d'informatique quantique. Créée à l'origine avec une vision à long terme, l'équipe n'était pas censée produire des résultats immédiats, mais elle a été mise en place pour s'assurer qu'EDF disposait d'une expertise interne en matière de technologies quantiques.

Partenariats quantiques pionniers avec Pasqal

Le partenariat d'EDF avec Pasqal a vu le jour en 2018, suite aux premières rencontres avec les fondateurs de la startup, le Professeur Antoine Browaeys et Loïc Henriet. Le projet initial s'est concentré sur les défis d'optimisation, fonctionnant comme un effort de recherche collaborative associant l'expertise quantique émergente de Pasqalet les connaissances industrielles approfondies d'EDF. Cette approche a permis aux deux parties de bénéficier mutuellement -Pasqal a acquis une connaissance des applications et des défis industriels réels, tandis qu'EDF a exploré des solutions quantiques innovantes pour optimiser la distribution d'énergie, telles que les systèmes de charge intelligents pour les véhicules électriques. Cette collaboration n'a pas seulement consisté à appliquer des solutions quantiques existantes, mais à s'engager activement dans la résolution de problèmes et la recherche au jour le jour, jetant ainsi les bases d'une innovation permanente.

L'une des collaborations les plus remarquables entre EDF et Pasqal a été leur participation à un hackathon multidisciplinaire qui visait à démontrer comment l'innovation scientifique et technique basée sur les technologies quantiques peut fournir des solutions à grande échelle aujourd'hui, de la découverte, des villes intelligentes et de l'agriculture durable à la prévision des énergies renouvelables. Au cours du hackathon, EDF a exploré le potentiel de la technologie quantique de Pasqalpour simuler et prédire des phénomènes physiques qui ont un impact direct sur la production d'énergie. Cette approche innovante a utilisé l'informatique quantique non seulement comme outil de calcul mais aussi comme simulateur physique pour modéliser les variables environnementales affectant les parcs éoliens et les centrales photovoltaïques. Le succès de l'équipe d'EDF, qui a remporté le hackathon, a non seulement mis en évidence les applications pratiques de l'informatique quantique dans le secteur de l'énergie, mais a également souligné les avantages de la recherche collaborative pour relever des défis industriels importants.

Un autre projet dans lequel EDF s'est engagé avec Pasqal concernait la simulation du vieillissement des matériaux dans les centrales nucléaires, un aspect essentiel pour garantir la sécurité et l'intégrité opérationnelle de la centrale. Les méthodes de calcul traditionnelles ont eu du mal à modéliser avec précision le comportement des matériaux lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées et à des radiations, en raison des limites inhérentes au calcul classique. Ce défi nécessite de nombreuses hypothèses et simplifications, qui peuvent compromettre la précision des simulations.

Inspirés par l'idée de Richard Feynman d'utiliser des particules quantiques pour des calculs liés à la physique, EDF et Pasqal ont appliqué l'informatique quantique à ce problème complexe. Cette approche est cruciale pour ce que l'on appelle la modélisation multi-échelle, où les phénomènes critiques sont simulés au niveau microscopique pour prévoir des problèmes potentiels tels que la dégradation des matériaux ou la formation de fissures dans la structure du réacteur. En tirant parti de la technologie de Pasqal, EDF espère simuler avec précision les mouvements et les interactions atomiques dans des conditions extrêmes. Cette capacité de simulation est vitale, car elle permet de prévoir l'apparition et la propagation potentielle de fissures, en évaluant leur impact par des simulations à plus grande échelle qui reposent sur des équations différentielles partielles.

Renforcer l'expertise par le transfert de compétences et la collaboration

L'avantage le plus important pour EDF dans son partenariat avec Pasqal a été la formation approfondie et le transfert de compétences, qui ont considérablement enrichi les capacités techniques d'EDF. La relation entre les deux équipes se caractérise par un respect technique mutuel et des objectifs partagés. PasqalL'équipe d'EDF, connue pour sa connaissance approfondie des machines et des algorithmes quantiques, a aidé les spécialistes d'EDF à saisir les nuances de ces technologies avancées. Cette collaboration a non seulement facilité le développement d'algorithmes personnalisés qui ne sont pas disponibles dans les bibliothèques publiques, mais elle a également donné lieu à des publications scientifiques conjointes destinées à des revues de premier plan. Cette coopération intensive souligne la nature symbiotique de leur relation, qui s'avère bénéfique pour les deux parties qui continuent d'explorer les frontières de l'informatique quantique dans les applications industrielles.

À l'avenir, EDF est prêt à approfondir son engagement dans l'informatique quantique, grâce à des projets ambitieux qui visent à repousser les limites de la technologie et de son application dans le secteur de l'énergie. La feuille de route stratégique triennale de la collaboration d'EDF avec Pasqal comporte deux objectifs principaux. Le premier consiste à tester rigoureusement les algorithmes quantiques sur des machines quantiques réelles, en allant au-delà des simulations pour obtenir des informations pratiques et valider l'efficacité des algorithmes dans des scénarios du monde réel. Le second objectif est axé sur l'extensibilité, un défi crucial pour l'informatique quantique. Le FEPH prévoit d'explorer les techniques de parallélisation en partenariat avec Pasqal afin d'améliorer la puissance de calcul et l'efficacité des algorithmes quantiques. Cet effort fait partie d'un projet plus large visant à augmenter les applications de la technologie quantique dans les opérations d'EDF.

L'objectif d'EDF est de déterminer définitivement s'il existe un avantage quantique à exploiter et, dans l'affirmative, d'établir un calendrier pour sa mise en œuvre à plus grande échelle. Cette approche prospective souligne l'engagement d'EDF à intégrer les technologies quantiques de pointe dans ses activités principales, ce qui pourrait transformer les pratiques de gestion de l'énergie et renforcer son leadership sur le marché mondial de l'énergie.