Les champions français de l’ordinateur quantique

Les champions français de l’ordinateur quantique

En résumé

Les acteurs mondiaux de l’informatique quantique diffèrent par leur taille, leurs moyens, mais surtout par leurs qubits. Dans cette compétition mondiale, la France démarre 2022 sur les chapeaux de roues avec l’annonce de la fusion de Pasqal avec l’entreprise néerlandaise Qu & Co. Ce bon début d’année s’inscrit dans la continuité d’un millésime 2021 marqué par les belles levées de fonds des start-up Pasqal (25 M€), C12 Quantum Electronics (10 M$) et Quandela (15 M€).

La course aux qubits

Dans l’ordinateur quantique, le qubit remplace le bit de nos ordinateurs classiques. Contrairement à un bit qui prend soit la valeur 0, soit la valeur 1, un qubit peut avoir ces deux valeurs en même temps, grâce à une propriété particulière de la physique quantique appelée « superposition ». De plus, les qubits peuvent être « liés » entre eux, grâce à une autre propriété, appelée « intrication ». En combinant ces deux propriétés, on dispose d’un ensemble de qubits qui sont en même temps dans toutes les configurations possibles : un système à 2 qubits est ainsi simultanément dans les états 00, 01, 10 et 11. L’intérêt ? Réaliser une opération sur ces qubits revient à la réaliser au même moment sur toutes ces configurations.

C’est ce qui se passe dans un ordinateur quantique avec ses fameux qubits qui ont une « incarnation » physique, sous la forme d’une particule capable d’être superposée et intriquée.

Passage en revue des technologies portées par nos champions français.

Pasqal parie sur les atomes froids

Fondée en 2019, Pasqal est une des start-up les plus avancées dans la fabrication d’un ordinateur quantique. Elle a intégré tout récemment l’entreprise Qu & Co, spécialisée dans le volet logiciel. Pasqal collabore déjà avec EDF, Crédit Agricole Corporate and Investment Bank, le constructeur de missiles MBDA, et depuis peu, Thales, sur des projets utilisant du calcul quantique.

L’ordinateur de Pasqal utilise des « atomes froids » en guise d’incarnation des qubits, plus précisément des atomes de rubidium refroidis à l’aide de lasers à une température proche du 0 absolu (-273.15°C). Une machine de Pasqal comprenant un millier de qubits est attendue courant 2023, et pourra alors faire ses premières preuves sur la plateforme nationale de calcul quantique, annoncée tout récemment par Florence Parly, la ministre des Armées, Frédérique Vidal, la ministre de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation et Cédric O, le secrétaire d’État chargé de la Transition numérique et des Communications électroniques.

Quandela passe de la lumière aux qubits

À sa création en 2017 en tant que spin-off de l’Université de Paris-Saclay, Quandela produisait des sources de photons uniques, c’est-à-dire des appareils capables d’émettre une par une les particules élémentaires qui composent la lumière. Grâce à ce savoir-faire, l’entreprise a pu développer un ordinateur quantique utilisant des photons comme qubits. Contrairement aux autres types de qubits, les photons ont l’avantage d’être très stables, même à température ambiante. Ils sont donc peu susceptibles de perdre leur état superposé, si important pour un ordinateur quantique. L’entreprise vise une mise à disposition sur le cloud d’un ordinateur quantique courant 2022.

Alice&Bob adopte un chat

La start-up créée en 2020, du nom des deux personnages illustrant les exemples dans le domaine de la cryptographie (les points A et B), a choisi de se positionner sur une technologie également développée par les grandes entreprises du numérique, mais d’une façon plus novatrice. En effet, si les qubits basés sur les supraconducteurs sont aussi à la base des ordinateurs quantiques développés notamment chez IBM et Google, Alice&Bob en développe un type dit « de chat » (en référence au chat de Schrödinger), que les créateurs de la start-up ont contribué à mettre au point. Ce qubit a un taux d’erreurs bien plus faible que celui de ses concurrents, ce qui devrait permettre à Alice&Bob de produire un ordinateur quantique nécessitant, au bas mot, 1 000 fois moins de qubits pour fonctionner que ceux d’IBM et Google.

C12 Quantum Electronics cherche le tube de l’année

Enfin, C12 Quantum Electronics, créée en 2020, utilise des électrons en guise de particules. Plus précisément, c’est le « spin » des électrons, qui est d’une certaine manière leur sens de rotation, qui sera utilisé. C12 se place ainsi sur le même créneau qu’Intel, qui développe également un ordinateur quantique utilisant des spins d’électrons. Dans le détail, C12 Quantum Electronics fabrique des nanotubes de carbone 12 (d’où son nom), un isotope du carbone. L’objectif est d’utiliser ces nanotubes pour piéger des électrons, formant ainsi les qubits. Dans le cas de C12, comme d’ailleurs dans celui d’Alice&Bob, ces qubits ne peuvent fonctionner qu’à une température proche du 0 absolu.

Qui gagnera la course à l’ordinateur quantique ?

S’il est hasardeux de chercher à déterminer quelle technologie sera la grande gagnante de la course mondiale à l’ordinateur quantique, voire même de décréter qu’il n’y en aura qu’une seule, il est clair que la France et son écosystème sont bien engagés dans la compétition. Malgré la puissance financière de leurs compétiteurs, les start-up françaises bénéficient en effet de l’excellence de la recherche et de l’enseignement en mathématiques et en physique des universités et grandes écoles, un atout de taille dans cette phase de la compétition dans laquelle ce sont des progrès de recherche fondamentale qui apportent un avantage. Restera à conserver la tête du peloton lors de la phase d’industrialisation.

Les champions français de l’ordinateur quantique

L’ordinateur de Pasqal utilise des « atomes froids » en guise d’incarnation des qubits, plus précisément des atomes de rubidium refroidis à l’aide de lasers à une température proche du 0 absolu (-273.15°C). Une machine de Pasqal comprenant un millier de qubits est attendue courant 2023, et pourra alors faire ses premières preuves sur la plateforme nationale de calcul quantique, annoncée tout récemment par Florence Parly, la ministre des Armées, Frédérique Vidal, la ministre de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation et Cédric O, le secrétaire d’État chargé de la Transition numérique et des Communications électroniques.

Frédéric JEHL, Analyste Deeptech