La révolution de l’informatique quantique : un module d’enseignement à la rentrée 2022/2023

Le premier ordinateur quantique breton dédié à l’enseignement vient d’intégrer les salles de travaux pratiques (TP) de l’INSA Rennes. C’est une première régionale mais aussi nationale car il n’existe pas à notre connaissance d’autre ordinateur quantique dédié à l’enseignement en salle de TP dans l’hexagone. Laurent Pedesseau, enseignant-chercheur (MCF HDR) à l’INSA Rennes, a porté ce projet d’enseignement autour du quantum computing qui est proposé aux élèves en spécialité Génie Physique des Matériaux (GPM), dès la rentrée 2022/2023. Ce module est en résonnance directe avec « La stratégie Quantique nationale », lancé par le Président de la République, début 2021. Cet enseignement a un caractère innovant, d’excellence, mais aussi pluridisciplinaire en partant de la Physique des matériaux en passant par les Mathématiques et l’informatique. Ce module d’enseignement est proche des attentes au niveau national, régional, et au niveau de l’établissement, mais aussi plus proche des attentes de nos étudiants INSA en visant une meilleure insertion professionnelle. Plus précisément, cet enseignement va toucher d’abord la spécialité GPM mais aussi grâce à des projets interspécialités d’autres spécialités.

Ce projet pédagogique a pour objectif d’intégrer au cursus des futurs ingénieurs, un outil de formation innovant afin de leur donner les moyens de s’insérer au mieux dans le marché du travail. De plus, dans le but d’acculturer nos étudiants, cet enseignement permettra à nos étudiants de leur donner les outils pour argumenter sur les champs des possibles d’une telle technologie. 
Dans des domaines d’application aussi variés que la cryptographie, le machine learning, la Physique Chimie des matériaux, la santé, la finance, l’informatique, l’analyse des données et l’intelligence artificielle, les étudiantes et étudiants seront capables, à terme, de :

• Appréhender et décrire les différences entre le calcul quantique et classique.
• Distinguer les gains de performance potentiels des algorithmes quantiques par rapport aux algorithmes classiques.
• Apprécier les applications métier du calcul quantique.
• Spécifier les défis d'ingénierie auxquels sont actuellement confrontés les développeurs d'ordinateurs quantiques.
• Se confronter aux exigences d'ingénierie pour l'implémentation d'algorithmes quantiques ou classiques.
• Percevoir les limites scientifiques des algorithmes quantiques pour la Physique/Chimie des matériaux.
• Discerner les exigences techniques des ordinateurs quantiques pour exécuter des algorithmes quantiques de taille réaliste.
• Évaluer les exigences technologiques clés pour que les ordinateurs quantiques soient en fonctionnement optimal.
• Comprendre la description mathématique des états quantiques et des opérations quantiques de base.

L’innovation pédagogique est une des clés de l’apprentissage à l’INSA Rennes. Être innovant dans l’enseignement c’est pouvoir former des ingénieurs qui contribuent à rendre nos entreprises solides et adaptables face aux changements brutaux de rupture technologique. Ainsi, la préparation et la formation à la révolution de l’informatique quantique doit se faire dès maintenant. De plus, cet enseignement stratégique met en résonnance la formation et les nouveaux travaux de recherche de l’Institut FOTON autour de ce thème des technologies Quantiques. Il est de notre devoir de former nos jeunes ingénieurs pour qu’ils puissent apporter les clés de l’évolution, de l’innovation et du développement durable dans nos entreprises. C’est par définition de l’essaimage. 

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