Révolution dans le câblage des datacenters grâce au quantique

Imaginez un instant l'incroyable enchevêtrement de câbles qui innervent nos gigantesques datacenters modernes. Des dizaines de kilomètres de fils reliant des milliers de serveurs. Un véritable casse-tête pour les ingénieurs devant optimiser ces réseaux complexes afin de garantir performance et efficience énergétique. C'est là qu'intervient une technologie des plus prometteuses : le calcul quantique !

Le défi du câblage optimal dans les datacenters

Depuis plusieurs années, les datacenters font face à une croissance exponentielle des données à traiter et stocker. Une problématique qui s'accompagne d'une augmentation constante du nombre de serveurs et donc de la quantité de câbles pour les interconnecter. Julien Mellaerts, consultant quantique chez Eviden, souligne l'ampleur de ce défi :

Les câbles qui relient les nœuds de calcul se comptent par milliers et représentent des dizaines de kilomètres.

– Julien Mellaerts, consultant quantique chez Eviden

Au-delà de la complexité d'installation et de maintenance, cette profusion de câbles a un coût significatif qui se répercute sur la facture des clients. Pour rester compétitif, il est donc crucial pour un acteur comme Eviden de trouver des solutions pour minimiser le nombre et la longueur des câbles dans ses infrastructures.

L'optimisation combinatoire, un problème complexe

Déterminer le câblage optimal d'un datacenter relève d'un problème mathématique bien connu : l'optimisation combinatoire. Il s'agit de trouver, parmi un très grand nombre de configurations possibles, celle qui satisfait au mieux certains critères comme la longueur totale des câbles, le coût, ou encore la consommation électrique.

En théorie, il faudrait énumérer et évaluer toutes les possibilités. Mais en pratique, même pour les ordinateurs classiques les plus puissants, cette approche devient rapidement impossible à mesure que la taille du problème augmente. C'est là que le calcul quantique entre en jeu !

Le quantique à la rescousse

Contrairement à leurs homologues classiques qui ne peuvent traiter qu'un calcul à la fois, les ordinateurs quantiques ont la capacité d'effectuer de nombreuses opérations simultanément grâce au principe de superposition quantique. Une caractéristique qui les rend particulièrement adaptés aux problèmes d'optimisation.

Eviden a ainsi commencé à explorer cette piste dans son usine d'Angers, où un ordinateur quantique de la société finlandaise IQM a été installé. Les ingénieurs ont développé un algorithme quantique s'inspirant du célèbre problème du plus court chemin dans un graphe :

On modélise l'agencement des nœuds de calcul du datacenter sous forme d'un graphe où chaque câble est une arête. Notre algorithme quantique cherche alors à minimiser la somme des poids de ces arêtes, c'est-à-dire la longueur et le coût des câbles.

– Julien Mellaerts

Grâce au processeur quantique d'IQM et à son architecture innovante, cet algorithme est capable d'explorer un très grand nombre de configuration de câblage en parallèle pour identifer la plus optimale, et ce en un temps record !

Vers des datacenters plus efficients

Bien que ces travaux n'en soient encore qu'au stade de la recherche, ils ouvrent des perspectives très prometteuses pour l'optimisation des datacenters :

• Réduction significative des coûts liés au câblage
• Simplification de la conception et de la maintenance des infrastructures
• Augmentation de la densité et de la performance des centres de données
• Diminution de la consommation d'énergie et de l'empreinte carbone

A terme, l'utilisation des algorithmes quantiques pourrait bouleverser la façon dont sont conçus et opérés les datacenters, au bénéfice à la fois des opérateurs et de leurs clients, mais aussi de l'environnement en permettant de construire des infrastructures plus durables.

Alors que le volume de données échangées et stockées explose d'année en année, cette « révolution quantique » dans nos centres de données pourrait bien être un élément clé pour relever le défi de la transition numérique et écologique. Les travaux pionniers d'Eviden nous en donnent en tout cas un aperçu très inspirant !