Introduction

Le domaine prometteur des technologies de l’information quantiques évolue très rapidement et implique de nombreux acteurs. Parmi ces technologies, nous trouvons plus particulièrement des applications ou des concepts d’applications qui touchent aux domaines suivants : 

  • Systèmes de traitement de l’information, universels ou spécialisés ; 
  • Télécommunications ;
  • Capteurs.

Cependant, les technologies quantiques sont également un domaine rempli de nombreux obstacles et incertitudes. Deux questions sont donc importantes : que se passe-t-il réellement et quelle est la prochaine étape ?

 

L’espoir des technologies quantiques

La technologie quantique est le domaine de la physique et de l’ingénierie reposant sur les principes de la physique quantique. Les applications vont de l’informatique aux capteurs, en passant par la communication. L’informatique quantique elle-même a le potentiel de traiter de nombreuses classes de problèmes : simulation et modélisation, apprentissage des machines et traitement du langage naturel, optimisation, etc.

Les acteurs dans ce domaine sont aussi bien des universitaires que des grandes entreprises et des petites start-up (qui se concentrent sur certaines catégories de problèmes).

De nombreuses recherches sont menées du côté software ; moins du côté hardware. Cependant, le domaine évolue rapidement et est marqué par des incertitudes. L’horizon actuel des applications dans la vie réelle se situerait autour de 2025. Certains acteurs communiquent beaucoup : IBM a récemment promis un ordinateur quantique de 1000 bits d’ici 2023. Vers la même période, le professeur John Martinis, le meilleur scientifique quantique de Google, a démissionné de l’entreprise, ce qui a créé des remous dans toute la communauté quantique.

De nombreux obstacles subsistent avant que les technologies quantiques puissent être utilisées pour résoudre des problèmes réels. En particulier, le nombre et la stabilité des qubits doivent être considérablement augmentés.

 

Des promesses qui ne seront pas toutes tenues

En réalité, les perspectives de développement varient fortement selon le type de technologie de l’information quantique, mais aussi du fait que, par exemple, le même mot : “ordinateur” est utilisé pour parler d’idées mathématiques et de technologies de l’information.

Ainsi, la première question quand il est question d’ordinateur quantique, c’est de savoir s’il est question d’un concept spéculatif fondé sur une possibilité mathématique, ou bien d’un concept technologique fondé sur une possibilité physique. C’est la vieille opposition entre théorie et pratique : une possibilité mathématique est prouvée par une démonstration théorique, là où un concept technologique est prouvé par la construction expérimentale.

Secondairement, dans le cas où il est vraiment question de technologie, il convient de s’assurer s’il est question d’ordinateur au sens d’un ordinateur universel, capable notamment de réaliser toutes les computations exécutées par les technologies de l’information déjà existantes aujourd’hui, ou bien d’ordinateur au sens d’une technologie de calcul exploitant un mécanisme quantique applicable uniquement à une classe spéciale de problèmes. 

Il est par exemple tout à fait permis de considérer que l’informatique quantique est la forme la plus fondamentale de l’informatique, que tout ce qui peut être calculé classiquement peut être calculé sur un ordinateur quantique, que le qubit est l’unité de base du calcul, et non le bit. De même, il est possible de considérer que certaines catégories de problèmes exigent des algorithmes quantiques pour leur résolution. Mais il convient d’ajouter que de telles considérations se réfèrent aujourd’hui dans tous les cas uniquement au domaine de l’informatique théorique, et non à celui des technologies de l’information. Une technologie de l’information quantique doit en effet opérer sur des qubits technologiques et non sur des qubits purement mathématiques. Les réalisations de qubits technologiques sont aujourd’hui limitées et se heurtent à des défis physiques importants. La question de la réalisation des technologies de l’information quantique demeure donc une question ouverte, avec un degré d’incertitude élevé.

En ce qui concerne le défi actuel de la suprématie quantique (cf. l’ordinateur Sycamore de Google, et le Jiuzhang chinois plus récemment), notons qu’il s’agit d’ordinateurs spécialisés dans un type d’optimisation. Le but est d’établir l’existence de types de problèmes de calcul dans lesquels l’ordinateur quantique possède un avantage unique.

 

Quelle sont donc les perspectives réelles de ces technologies ?

La première étape de la fusée consiste à comprendre ce qui se passe réellement sur le terrain. Quel est l’état actuel réel des technologies quantiques, par rapport à ce qui est de la communication pure. Quelles sont les technologies, leur niveau de maturité, l’obstacle à surmonter pour qu’elles soient utilisables dans un contexte industriel, et compatibles avec les applications visées. Par exemple, quelles classes de problèmes sont bien adaptées à l’informatique quantique ? Quels sont les langages de programmation adéquats ? Quels sont les horizons temporels correspondants ? Quelles sont les applications et les scénarios existants ? Qui sont les principaux acteurs, etc. Même si les entreprises ne souhaitent pas développer leurs propres technologies quantiques, en tant qu’utilisateur, il est essentiel de bien comprendre ces technologies.

La deuxième étape de la fusée consiste à réfléchir au post-quantique. En effet, si une nouvelle technologie quantique était détenue par un État, les télécommunications deviendraient transparentes à ses yeux, mais le reste du monde n’en saurait rien. Il est donc essentiel de réfléchir également aux approches post-quantiques.

 

Conclusion

Intégrer les impacts des futures technologies de l’information quantique est nécessaire en raison de la taille de ces impacts. Mais la taille doit être pondérée par la probabilité — et c’est là qu’il devient difficile d’orienter la roadmap technologique. Car peu d’organisations disposent de l’expertise directe, ou bien (comme Presans !) de l’expertise sur l’expertise qui permettrait d’évaluer les annonces qui agitent actuellement ce domaine technologique. 

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