L'informatique quantique, où en est-on ?

L'informatique quantique est la prochaine transformation majeure en terme de technologie informatique. Cette (r)évolution entraînera des changements économiques et sociaux importants. Découvrez tout ce qu'il faut savoir dans cet article.

L'informatique quantique (IQ) en quatre questions : 

 À quoi sert l’informatique quantique ?

Elle sert à réaliser des traitements et des calculs inaccessibles aux ordinateurs traditionnels, supercalculateurs compris. Elle traite des problèmes dits exponentiels.

Comment fonctionnent les ordinateurs quantiques ?

Les ordinateurs quantiques utilisent des propriétés quantiques de particules élémentaires comme les atomes, les électrons ou les photons. Ceux-ci, appelés qubit, ont la particularité de pouvoir gérer des états superposant un 0 et un 1. Combinés ensemble, ils permettent de superposer un grand nombre de valeurs (2n, n étant le nombre de qubits). Des calculs peuvent être réalisés sur ces valeurs qui cohabitant dans la machine.

À quand, comment et pourquoi faire ?

Les ordinateurs quantiques ont plusieurs paliers de développement avant d’arriver à leur pleine puissance. Plusieurs défis technologiques vont devoir être résolus. Cela n’empêche pas, dès à présent, de se préparer et même d’utiliser les solutions déjà existantes pour résoudre certains types de problèmes. Des cas d’usages commencent à émerger. 

La France peut-elle tirer son épingle du jeu ?

La France fait partie des pays qui comptent dans la course à l’informatique quantique. Que ce soit dans les domaines de la recherche, des formations, des startups ou même d’un plan quantique national. Les enjeux de souveraineté sont importants et le pays qui remportera cette course aura une avance technologique considérable. 

D'autant plus que, le prix Nobel du quantique 2022 est français, Alain Aspect, Physicien, Professeur et Co-fondateur de la startup Pasqal. Son apport à la science quantique est double : L'intriquation quantique et l'avantage quantique.

L'Informatique quantique : où en est la technologie et quel est son avenir ?

D’ici 2030, il pourrait y avoir entre 2 000 et 5 000 ordinateurs quantiques à travers le monde, principalement en fonctionnement hybride, avec des ordinateurs classiques. L'IQ n'interviendra que dans les parties du script exécuté où les calculs sont complexes ou longs, et lorsqu'il devient impossible pour un superordinateur classique de prendre en charge la croissance exponentielle de la mémoire. 

L’IQ a donc le potentiel de résoudre des problèmes exponentiellement plus complexes que ceux de l’informatique classique. Un ordinateur quantique peut résoudre un problème qui nécessiterait un cluster de 512 GPU (unités de traitement graphique). Pour comparaison, nos PCs standards ont entre 1 et 3 GPU seulement !

Il existe deux principales architectures d’informatique quantique, ou approches, pour concevoir des ordinateurs quantiques :

• le recuit quantique : cette approche est utilisée spécifiquement pour les tâches d’optimisation. Ces ordinateurs commenceront à avoir un impact commercial dans 2 à 5 ans.
• les portes quantiques : les ordinateurs quantiques basés sur les portes quantiques sont universels, ce qui signifie qu’ils seront capables de calculer un large éventail de problèmes avec un impact commercial dans 7 à 10 ans.

L’informatique quantique dans le cloud

•       Matériel : en règle générale, les entreprises ayant besoin d’IQ ne possèdent pas leurs propres ordinateurs car ce n'est pas pratique. Au lieu de cela, les utilisateurs y accèdent via des services cloud. Il existe actuellement deux approches de déploiement d’IQ dans le cloud : le cloud privé et le cloud public.  
•       Logiciels : les API et les SDK associés ont tendance à être open-source et, à quelques exceptions près, écrits dans le langage de programmation Python. Chaque fournisseur de contrôle qualité fournit généralement ses propres API pour prendre en charge ses appareils ou services, comme par exemple IBM, Qiskit, Microsoft, D-Wave Ocean et PennyLane.
•       Secteurs : au fur et à mesure que l’IQ gagne du terrain, nous verrons naturellement apparaître des cas d’utilisation dans de nombreux secteurs tels que la pharmacie, l’automobile, la cybersécurité, la logistique et les services financiers.

Les perspectives de l'informatique quantique

Le marché mondial de l’informatique quantique valait 89 millions de dollars en 2016 et devrait atteindre 949 millions de dollars d’ici 2025. Un grand potentiel est à venir, les ordinateurs quantiques excelleront dans la résolution de problèmes numériques complexes et coexisteront avec les ordinateurs classiques existants pour permettre des systèmes hybrides quantiques-classiques. 

L’IQ apportera de grandes améliorations dans certains domaines, nous donnant la capacité de créer de nouveaux médicaments révolutionnaires, d’optimiser le fonctionnement de nos marchés financiers, de sécuriser nos réseaux, de comprendre des systèmes complexes et bien plus encore !

Communauté INU (Innovation et Nouveaux Usages)