A la découverte de l’ordinateur quantique lors de la BPI Inno Génération

L’Accor Hotel Arena de Paris Bercy accueillait le jeudi 11 octobre 2018 la 4^ème édition de la BPI Inno Génération. Les travées de Bercy permettaient aux visiteurs de s’immerger dans le monde de demain avec la présentation de différentes innovations. S’y trouvaient pêle-mêle des générateurs  d’hologramme, de robotique humanoïde, de systèmes d’immersion 3D et même de gastronomie responsable.

La part belle était également faite aux conférences avec des speakers triés sur le volet, au premier rang desquels figuraient Xavier Niel (Free), Yannick Bolloré (Groupe Havas), Alexandre Bompard (Carrefour), Patrick Pouyané (Total) ou Stéphane Richard (Orange). Des personnalités politiques de premier plan ont également répondu présent avec Frédérique Vidal, Ministre de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, et surtout Edouard Philippe, Premier Ministre.

Cet article aurait pu porter sur ces différentes conférences ayant attrait à la digitalisation, l’impact de l’intelligence artificielle ou encore celles concernant les enjeux liés au développement à l’international. Toutefois, mon attention a été attirée par un atelier portant sur « les enjeux industriels de l’ordinateur quantique ».

L’ordinateur quantique, ce défi de demain qui s’écrit aujourd’hui

A force d’entendre parler de cette technologie du futur, la curiosité m’a amené à prendre place dans la salle de conférence pour écouter les échanges entre Georges Uzbelger (IBM France), Philippe Duluc (ATOS), Pascale Senellart (CNRS et Quandela) et Maud Vinet (CEA Leti). Le tour de table animé par Jean-Christophe Gougeon (Bpifrance) et Olivier Ezratty (consultant) a su rendre le sujet accessible aux néophytes.

Le premier enjeu visait à expliquer de manière simple en quoi consiste un ordinateur quantique. C’est avant toute chose une expérience de pensée. Pour faire simple, prenons l’exemple d’un labyrinthe dont il faudrait trouver la sortie. Un ordinateur actuel suivrait successivement les issues possibles, une à une, pour trouver la solution. Avec l’ordinateur quantique, l’ensemble des solutions sont testées en même temps, en parallèle, par le biais d’une superposition. Toutefois, devant la complexité des chemins utilisés, la solution au problème sera donnée sans pouvoir obtenir le cheminement ayant permis l’obtention de ce résultat.

Ce principe de fonctionnement permet un gain de temps important en faisant appel à une grande puissance de calcul. Si l’Intelligence Artificielle reproduit le processus cognitif humain pour la réalisation d’un objectif, l’ordinateur quantique permet d’en réduire sa complexité pour faire fonctionner les algorithmes de façon encore plus efficace.

Un ordinateur quantique, pour quoi faire ?

Si le principe de fonctionnement  s’explique assez facilement, l’utilité de cette technologie peut parfois paraître floue. Les champs d’application sont pour le moment limités mais très prometteurs. Le transport et la logistique pourront connaître des optimisations de parcours ou une amélioration dans la gestion des flottes. Des simulations moléculaires ou une optimisation des radios pourraient directement être impactées. Dans le domaine de la finance, des algorithmes plus poussés amélioreraient l’évaluation des risques et optimiserait la gestion des portefeuilles et de leurs sécurité. Les secteurs de l’énergie et de la chimie seront également impactés avec une optimisation de l’exploration ou la mise à disposition de nouveaux matériaux. Enfin, la défense et le renseignement bénéficieraient d’une technologie de pointe en termes de cryptographie et de chiffrement pour la cyber-sécurité. Cette liste est bien évidemment non exhaustive et tend à s’enrichir à mesure que le temps passe.

Une toute nouvelle technologie à créer et mettre en place

La recherche se décompose en trois plans principaux : le hardware, le middleware et les Use Case. Le Hardware concerne l’ensemble du matériel constituant l’ordinateur en question. Le middleware, en schématisant, correspond aux modules permettant l’utilisation de cette technologie. Enfin, les Use Case englobent les champs d’application de ces technologies.

Pour le moment, le hardware concentre la majorité des investissements. On parle ici de création de Qubit. Pour faire simple, un bit ne peut prendre que des valeurs entre 0 et 1, et une seule à la fois. Un Qubit n’a pas cette restriction et c’est ce qui lui confère en partie son caractère si particulier. La qualité et la quantité de ce dernier doit être au rendez-vous. Sa constitution dépend de la technologie employée pour mettre au point ces ordinateurs quantiques.

La technologie quantique étant encore à ses débuts, il existe à ce jour différentes classes d’ordinateur :

• Des simulateurs quantiques dans des supers calculateurs
• Des ordinateurs à recuit quantique
• Des ordinateurs quantiques analogiques
• Des ordinateurs quantiques universels

En résumé, la manière dont l’ordinateur quantique est construit dépend de la manière dont on va l’utiliser. Aucune technologie ne s’est encore imposée ce qui explique la course effrénée actuelle.

La France à la pointe de la recherche

La France n’est pas en reste sur les questions de développement de cette technologie. La recherche est de premier plan au niveau mondial même si les investissements se font peu sur le hardware. Le savoir-faire tricolore se porte surtout sur le middleware avec, notamment, la société ATOS comm chef de fil avec le programme Quantum.  Elle élabore des modules transverses permettant de s’adapter à toutes les technologies actuellement développées. ATOS projette de mettre en circulation d’ici à 5 ans un accélérateur de Qubit. Elle est la première entreprise à avoir annoncé clairement une date de mise en circulation. La société américaine IBM investit également sur le territoire national avec des expérimentations par le Cloud.

L’ordinateur quantique représente un enjeu majeur de la recherche actuelle. Tout comme les entreprises privées, les états s’engagent de plus en plus fortement en mettant en place des programmes nationaux comme aux Pays-Bas, en Suède, en Autriche ou au Royaume Uni. La France reste pour le moment en retrait même si les institutions gouvernementales sont pleinement investies sur la question.  L’Union Européenne se positionne également sur la question. Un plan sur 10 ans vient d’être mis en place à hauteur d’1 milliard d’euros d’investissement. Mais ce montant n’est rien en comparaison de la dernière annonce du groupe Alibaba. Le géant chinois vient d’annoncer le déblocage d’un financement de 10 milliards d’euros en Recherche & Développement sur les questions d’Intelligence Artificielle et, surtout, sur l’ordinateur quantique.

Aujourd’hui, il est encore trop tôt pour déterminer quelle technologie finira par s’imposer entre les différents projets actuellement développés. Une seule certitude, les besoins pour y parvenir  sont colossaux. Des pouvoirs publics aux organismes privés, l’implication est totale dans un relatif anonymat auprès du grand public. On estime qu’il faut entre 12 et 14 milliards de dollars pour fabriquer un ordinateur quantique. Cette somme, bien qu’astronomique, n’est rien en comparaison du retour sur investissement attendu. Toutefois, l’arrivée sur le marché des ordinateurs quantiques n’est pas prévue pour demain. L’hybridation entre les deux technologies devrait perdurer pendant de nombreuses années.