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A quoi les technologies quantiques, qui s'annoncent révolutionnaires, vont-elles servir?

Le gouvernement a décidé de créer une "task force" interministérielle pour ne pas rater le "virage" du quantique, cette science de l'infiniment petit qui va bouleverser de nombreux domaines.

Cela ressemble à de la science-fiction. Et pour le moment, ça l'est encore. Mais les technologies quantiques sont en train de prendre forme. Si bien que le gouvernement a annoncé jeudi la création d'une "task force" interministérielle dédiée.

Concrètement, il s'agit d'un groupe de travail qui inclut les ministères de la Défense, de l'Economie et de la Recherche, de la recherche publique (CEA, Inria et CNRS) et des opérateurs financiers (Bpifrance et secrétariat général pour l'investissement).

Son but? "Garantir le financement à bon niveau des programmes les plus productifs" à travers le fonds pour les investissements de rupture, le pacte productif ou la future loi de programmation sur la recherche, indique la ministre de la Recherche Frédérique Vidal à l'occasion de la remise d'un parlementaire sur le sujet rapport à l'Assemblée nationale. L'idée est de ne pas rater ce "virage", véritable enjeu économique mais aussi de souveraineté pour l'Etat français.

De 10.000 ans à 200 secondes

Alors en quoi cela consiste ? Le terme "quantique" renvoie à l'infiniment petit. A l'échelle atomique, les propriétés de la matière changent et ouvrent de nouvelles perspectives dans les domaines de l'informatique, de la physique ou encore de la médecine.

"La mécanique quantique, c'est une discipline de la physique qui apparaît dans les années 1890 -1900" explique sur le plateau de Inside, Olivier Hess, expert quantique chez IBM France. Puis, à la fin du 20ème siècle, apparaît l'idée que cette mécanique puisse "déboucher sur une technologie quantique". A savoir le fameux ordinateur quantique, probablement le meilleur exemple de la révolution qui s'opère.

En se libérant du langage binaire classique d'un ordinateur actuel, cette machine du futur décuple sa puissance. Concrètement, un calcul qui demanderait 10.000 ans à un ordinateur de la NASA serait assuré en… 200 secondes par un ordinateur quantique.

Google avait d'ailleurs annoncé avoir atteint, en septembre dernier, la "suprématie quantique", c’est-à-dire le passage à des calculs impossibles avec un ordinateur classique, aussi puissant soit-il. L'étude avait été contestée par IBM. Il faut dire que l'enjeu financier est énorme tant la technologie devrait bouleverser notre avenir. Tous les géants du numérique s'y intéressent comme Microsoft, Huawei, Alibaba ou encore HP.

L'avenir des voitures autonomes

Le premier atout du quantique, c'est donc la vitesse de calcul et donc le traitement de données en temps réel. La technologie sera, par exemple, très intéressante pour la mobilité de demain, en particulier pour la voiture autonome. La masse de data qui devra être traitée dans un monde dominé par l'internet des objets devrait être très facilement gérée par des ordinateurs quantiques. En 2017, Volkswagen a annoncé un partenariat avec le canadien DWave Systems pour développer de nouveaux algorithmes beaucoup plus avancés que ceux existants. Si cela ressemblait davantage à un coup de com, cela montrait aussi l'ambition des professionnels du secteur.

De la même façon, la reconnaissance vocale ou faciale sera aussi plus fine, le fret sera mieux organisé, la production d'énergie mieux optimisée… Le potentiel est donc énorme.

Un autre secteur prometteur pour le quantique, c'est le cryptage des données avec de nouveaux algorithmes qui seraient physiquement incassables. En 2016, la Chine a ainsi envoyé dans l'espace un satellite de communication quantique qui utilise des photons (composant de la lumière) pour transmettre des données. Or tenter d'observer un photon change ses propriétés : la tentative d'espionnage ou d'interception est donc immédiatement remarquée.

Dans le domaine de sa santé, la vitesse de calcul du quantique permettra de développer de nouveaux médicaments en créant des simulations génétiques bien plus nombreuses qu'avec les machines actuelles.

"L'avantage quantique" dans 3 ou 5 ans

Alors où en est-on avec l'ordinateur quantique? "Il existe physiquement" assure Olivier Hess. Avant de tempérer : Ces machines "restent inférieures, aujourd'hui, à des machines classiques" explique-t-il. "Mais elles ont la stabilité, la maturité suffisante pour permettre de commencer à faire des choses".

Chez IBM, on espère atteindre "l'avantage quantique" dans 3 ou 5 ans, c'est-à-dire, le moment où on dépassera "sur certains types de problèmes, une machine classique." Mais on sera encore à l'état d'un prototype, peu utilisable concrètement. 

Pour autant, la France ne veut pas laisser passer le train. Le rapport parlementaire préconise un investissement de 1.4 milliard d'euros sur 5 ans. Probablement trop peu pour prendre les devants. Mais au moins de quoi suivre le mouvement.

Du bit au Qubit

Au lieu du bit, le calculateur compte en Qubit. Un ordinateur classique aligne les 0 et 1. Un ordinateur quantique est capable d'enchaîner les 0 et les 1... mais aussi de les superposer. Ce phénomène de superposition est une des bases de la physique quantique et c'est aussi ce qui permet des calculs plus rapides.

Thomas Leroy