Emmanuel Macron a officialisé le Plan Quantique : il s'agit d'un ensemble de mesures pour stimuler la recherche et le développement de technologies autour de l'informatique quantique. La France va investir 1,8 milliard d'euros sur cinq ans.

La France a donné jeudi 21 janvier 2021 le coup d'envoi de son plan quantique : une série de financements et de mesures qui doivent stimuler la filière de l'informatique quantique en France. L'annonce s'était faite attendre – il faut dire que la crise sanitaire est passée par là et que l'annonce de nouveaux investissements était passée temporairement au second plan. Pour le reste la stratégie française ressemble à celle autour de l'intelligence artificielle avec le Plan IA lancé en 2018.

Le gouvernement l'a doté de 1,8 milliard d'euros sur cinq ans – un montant qui peut paraître faible en comparaison d'investissements de pays comme la Chine où plus de 10 milliards de dollars ont récemment été annoncés. Mais l'investissement est bien plus important que dans la plupart des pays de l'OCDE. Surtout il dépasse les attentes de la filière qui tablait plutôt sur 1,4 milliards d'euros.Dans les pays les plus développés, hors Etats-Unis et Chine, seule l'Allemagne a bloqué un budget plus important à 2 milliards d'euros.

La France lance un plan quantique très ambitieux

La recherche française se concentrera sur l'informatique, les capteurs et les communications quantiques. Le plan fédère les nombreux talents en France qui travaillent sur les technologies quantiques ou habilitantes, c'est à dire celles qui seront indispensables pour passer à l'étape supérieure – autour du CNRS, du CEA et de l'Inria.  Des synergies sont possibles avec le plan allemand, en attendant la mise en place d'un vrai plan quantique européen. Il faut dire que l'informatique quantique débute à peine, et que beaucoup de technologies doivent être développées pour la rendre viable.

Ce qui différencie l'informatique quantique de l'informatique binaire, c'est l'utilisation de phénomènes quantiques comme la superposition et l'intrication pour réaliser des calculs. L'informatique classique, elle, fonctionne avec des signaux binaires (1 ou 0, circuit ouvert ou circuit fermé) – c'est tout ou rien – alors que les calculs quantiques obtiennent leur résultat au moyen de “vecteurs de probabilité” bien plus nuancés. Des bits de l'informatique classique qui ne peuvent adopter que deux états, on passe donc aux qubits qui peuvent individuellement refléter de nombreux paramètres.

On pense depuis longtemps que cette approche peut permettre de réaliser certains calculs impossibles avec des ordinateurs conventionnels, ou accélérer certains calculs complexes. C'est d'ailleurs ce que semble avoir récemment démontré Google. L'informatique quantique attire aussi beaucoup en cryptographie, car dompter la superposition et l'intrication signifie qu'un destinataire peut savoir si un message a été intercepté par un espion, par exemple.

L'informatique quantique compte de nombreux défis à surmonter

Ces propriétés sont en effet liées à l'observation de l'état quantique : le fait de consulter un message quantique en cours de route fait en effet s'effondrer la fonction de probabilité, ce qui le rend illisible aussi bien pour l'intercepteur que le destinataire. Entrer dans l'ère quantique ne sera pour autant pas facile. Il y a en effet un certain nombre de problèmes majeurs. Le premier d'entre eux, c'est que les systèmes quantiques doivent rester dans un état dit cohérent, et doivent pour cela être maintenus à des températures proches du zéro absolu.

Ce qui implique pour l'heure d'imposants dispositifs de réfrigération cryogénique. Il faut aussi d'isoler le système de toute interférence extérieure. Cela implique aussi un autre problème, car ajouter des Qubits implique encore plus d'efforts, puisqu'ils peuvent localement faire monter la température, et que leur état peut avoir une influence sur l'état de Qubits adjacents. Il y a également la question de la mesure, avec pour l'heure beaucoup d'erreurs qui peuvent compliquer l'interprétation des résultats.

Enfin, il y a le domaine des calculs et de la programmation quantique où beaucoup de choses restent à inventer. Evidemment, avec les promesses de cette technologie, on comprend que rester à l'écart nous condamne à une dépendance envers de grands groupes comme IBM, ou de pays comme la Chine. L'informatique quantique ressemble en effet à ces révolutions à venir, à l'image de l'avènement d'internet, qui vont réellement changer le monde. Rester à l'écart serait sans conteste se priver d'une partie de notre souveraineté.

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Sans parler des milliers de talents et d'entreprises que ce type d'initiatives peut faire connaître. Les dotations prévues dans le cadre du plan quantique pourront d'ailleurs évoluer “en cas de découvertee majeure”.