Horizon Europe · Marie Skłodowska-Curie

Description du projet

Calcul économe en énergie via la réversibilité — Faire progresser la science et la pratique du calcul réversible pour un avenir numérique durable.

Le défi énergétique

L'énergie est une préoccupation majeure dans la société actuelle : les ressources naturelles limitées et les coûts de production élevés entraînent des pénuries d'énergie, et la consommation d'énergie provoque des phénomènes complexes et indésirables tels que la pollution et le réchauffement climatique. L'informatique représente une fraction étonnamment importante de la consommation énergétique mondiale, estimée à 10 %. L'efficacité énergétique en informatique est donc un domaine de recherche critique et nécessaire, appelé informatique verte.

Landauer et le calcul réversible

Les lois de la physique, le principe de Landauer en particulier, fixent une borne inférieure à la quantité d'énergie nécessaire pour effectuer un calcul irréversible, proportionnelle au nombre de bits d'information qu'il rejette. L'informatique classique rejette de grandes quantités (ex. x=0 sur 64 bits rejette 64 bits), tandis que le calcul réversible (RC) n'en rejette aucune, évitant la borne inférieure de Landauer. Bien que la fraction d'énergie perdue soit actuellement faible (~1‰), elle deviendra de plus en plus pertinente avec l'amélioration des technologies matérielles. Nous sommes convaincus que le RC deviendra un acteur majeur dans la quête d'une informatique économe en énergie. Nous appelons cette transition la révolution RC.

Préparer la révolution RC

Le monde, la recherche européenne et l'industrie logicielle ne sont pas prêts pour la révolution RC. Le RC est un domaine jeune et relativement restreint, mais avec des applications révolutionnaires en robotique, débogage et simulation parallèle. Des langages de programmation réversibles existent, mais ils sont au stade de prototypes académiques, manquant d'éléments clés comme la gestion des erreurs et la modularité, les bibliothèques d'algorithmes pertinents et le support d'outils de haut niveau. E-CoRe vise à préparer la révolution RC en formant une communauté d'experts qui amélioreront et populariseront les langages, algorithmes et architectures RC — en particulier dans les applications énergivores comme l'apprentissage automatique, les blockchains et les drones. Au-delà de l'efficacité énergétique, le RC bénéficie aussi à d'autres aspects du logiciel : facilité de débogage, fiabilité et sécurité.

Structure du projet

La partie scientifique du projet est structurée en 4 lots de travail, ciblant respectivement les architectures, les langages, les algorithmes et les domaines d'application spécifiques.

01

Architectures

Fondements du calcul réversible au niveau matériel et système

02

Langages

Langages de programmation réversibles et support d'outils

03

Algorithmes

Algorithmes réversibles et leur complexité

04

Applications

Domaines énergivores : ML, blockchains, drones