Le potentiel quantique dans l’industrie de l’électricité

Notre système électrique linéaire sophistiqué est confronté à des problèmes non linéaires. Les conditions météorologiques, la gestion des actifs, la main-d’œuvre, l’offre et la demande, par exemple, peuvent être imprévisibles et nécessiter un processus décisionnel complexe. Électricité Canada croit que l’informatique quantique peut aider à résoudre ces problèmes.

Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique?

Le mot « quantique » signifie très petit ou la plus petite mesure de quelque chose. Cependant, l’informatique quantique n’est pas synonyme de petits ordinateurs! Les ordinateurs quantiques peuvent traiter les plus petits composants de la physique (atomes, électrons, protons, neutrons, molécules) dans divers scénarios de modélisation. Ils construisent ainsi des algorithmes complexes qui nous permettent de comprendre le mouvement et l’interaction des particules à l’échelle quantique. Ils peuvent fournir des résultats 100 fois plus rapidement que les ordinateurs traditionnels.

Les ordinateurs utilisent des « bits », tandis que les ordinateurs quantiques utilisent des « bits quantiques » ou « qubits ». Un bit informatique représente la valeur 1 ou 0, tandis qu’un qubit peut représenter plusieurs valeurs à la fois, état multidimensionnel appelé superposition. Lorsque les qubits se lient et s’emmêlent, ils forment un système. En multipliant les qubits emmêlés, les ordinateurs quantiques peuvent fournir de l’information quantique à un rythme exponentiel.

Comme un ordinateur portable ordinaire, l’ordinateur quantique produit de la chaleur et doit être refroidi à une température proche du zéro absolu pour un fonctionnement optimal. Or, s’il peut avoir la taille d’une boîte à pain, son système de refroidissement peut avoir les dimensions d’une Tesla et est énergivore.

Quand informatique et réseau se rencontrent

Depuis des années, on songe à utiliser l’informatique quantique dans l’industrie de l’électricité, notamment dans le réseau électrique. Les actifs physiques du secteur sont répartis sur l’ensemble du territoire et comportent des millions de branchements (compteurs des clients, production renouvelable, stockage par batterie et véhicules électriques de plus en plus nombreux). Cela donne à l’informatique quantique le potentiel de fournir de meilleurs constats plus rapidement.

Avec l’analyse quantique moléculaire et atomique, il devient possible de réduire ou d’éliminer les pertes d’électricité sur les lignes de transport et de distribution. Par exemple, une analyse moléculaire des matériaux ou composés permettrait d’élaborer des formules qui optimiseraient le flux d’électricité sur ces lignes. Dans le même ordre d’idées, l’informatique quantique peut servir à trouver une composition chimique optimale pour la production de batteries plus puissantes, écologiques et durables.

Plus de sécurité et de fiabilité

Les entreprises d’électricité sont constamment menacées par des acteurs étrangers qui cherchent à accéder à des systèmes critiques. En 2015, une entreprise ukrainienne a été piratée, ce qui a provoqué une panne chez plus de 200 000 clients. Avec l’informatique quantique, l’entreprise d’électricité pourrait galvaniser sa lutte contre les menaces. Par exemple, une contre-ingérence en temps réel lui permettrait de déceler d’éventuelles intrusions. Le réseau n’en serait que plus résilient et plus fiable.

En août 2023, ce fut le 20^e anniversaire de la panne d’électricité nord-américaine de 2003, qui a touché plus de 55 millions de personnes. L’informatique quantique aurait pu éviter cette panne généralisée en décelant tôt les défaillances en cascade qui se sont produites, ce qui aurait permis de réacheminer ou de modifier la charge des lignes.

L’informatique quantique pourrait éviter les pannes en exécutant des milliers de scénarios de charge électrique, de conditions météorologiques (vent, pluie, changements de température), d’événements extrêmes et de gestion des actifs.

Vu la nature du réseau et du système électriques, les entreprises sont bien placées pour tirer pleinement profit de l’informatique quantique. Il est temps pour elles d’assurer l’avenir du réseau en intégrant l’informatique quantique à leurs systèmes.