Comment trois laboratoires français espèrent dominer la course à l'ordinateur quantique

Le 23 octobre, trois instituts de recherche grenoblois ont gagné un financement de 14 millions d'euros. Leur projet, baptisé QuCube, vise à réaliser le processeur quantique le plus puissant à l'heure actuelle avec au moins une centaine de qubits. Zoom sur cette technologie qui pourrait chambouler la simulation. 

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Comment trois laboratoires français espèrent dominer la course à l'ordinateur quantique
Les trois laboratoires grenoblois veulent réaliser l'ordinateur quantique le plus puissant à l'heure actuelle.

Des chercheurs français veulent dominer la course à l’ordinateur quantique. Mardi 23 octobre, le projet QuCube a remporté un financement de 14 millions d’euros sur six ans grâce à un appel à proposition du Conseil européen de la recherche (ERC). Avec ces fonds, trois instituts de recherche grenoblois en Isère espèrent réaliser un processeur quantique : l’Institut Néel du CNRS, l’Inac (Institut Nanosciences et Cryogénie) et le Leti (Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information) du CEA Tech (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives).

Technologie assez complexe et plus discrète, l’informatique quantique est encore à l’étape des recherches exploratoires. Elle promet néanmoins des applications ambitieuses et plusieurs grands acteurs du numérique planchent sur cette innovation, dont Google, IBM, Intel et Microsoft.

Des applications dans la cybersécurité, la chimie et les matériaux

“Le calcul quantique, théorisé dans les années 1990, se présente actuellement comme une prolongation révolutionnaire du calcul haute performance. Il permet théoriquement de résoudre des problèmes auxquels les supercalculateurs classiques n’ont pas accès”, expliquent les porteurs du projet QuCube.

Les chercheurs listent déjà les domaines d’application dans lesquels leurs expériences pourraient s’inscrire : cybersécurité, simulation de composants et réactions chimiques complexes, simulation de nouveaux matériaux tels que des supraconducteurs à haute température, intelligence artificielle...

L'ordinateur quantique, quésaco ?

Il y a peu, L'Usine Nouvelle détaillait le fonctionnement et les applications de cette innovation. Rappel non exhaustif : au lieu de fonctionner avec des bits traditionnels, l’ordinateur quantique s’appuie sur des bits quantiques (les qubits). Tandis que les bits s’expriment uniquement avec des 1 et des 0, les qubits peuvent être à l’état 0 ou 1 mais aussi dans une superposition de 0 et de 1. “Cela ne constitue pas un troisième état, mais bien une infinité d’autres états”, explique Microsoft sur son site. Le nombre de ces états grandit en effet exponentiellement avec le nombre de qubits : 4 états pour 2 qubits (2 puissance 2), 1024 états pour 10 qubits (2 puissance 10) et plus de 1 million d’états pour 20 qubits (2 puissance 20).

La puissance de calcul d’un ordinateur quantique augmente aussi avec le nombre de qubits. “Pour surpasser les capacités de calcul d’un ordinateur classique [...], le nombre de bits quantiques élémentaires doit atteindre plusieurs millions”, précisent les chercheurs français.

créer l'ordinateur quantique le plus puissant au monde

Nous sommes encore loin de ce stade. En combinant leurs forces, les trois laboratoires espèrent créer un processeur quantique d’une centaine de qubits physiques. Cela peut paraître infime par rapport aux millions de qubits demandés pour un ordinateur quantique, mais les chercheurs français entendent créer un modèle assez solide pour un passage à l’échelle.

De plus, il s’agirait tout de même de l’ordinateur quantique le plus puissant au monde. Celui de Google présenté en mars, baptisé Bristlecone, est le numéro 1 aujourd’hui avec 72 qubits. En novembre 2017, IBM en présentait un de 50 qubits.Co

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