Emmanuel Macron lance le Plan Quantique et espère des résultats dès 2023

Le Président de la République vient d’annoncer un investissement de 1,8 Md€ sur cinq ans pour développer l’informatique quantique. Atos est le bénéficiaire le plus identifiable des dépenses à venir.

Le président Emmanuel Macron vient d’annoncer un plan d’investissement de 1,8 milliard d’euros sur cinq ans pour développer l’informatique quantique. « Nous devons être parmi les premiers pays à maîtriser les technologies quantiques clés (…) Nous devons développer un ordinateur hybride, notamment pour la chimie, la logistique, l’intelligence artificielle. Et, ce, dès l’horizon 2023 », a-t-il annoncé lors d’une visite à l’Université Paris-Saclay.

Ce financement ne sera pas entièrement dédié à l’ordinateur quantique. Seuls 430 millions d’euros seront consacrés à sa mise au point. Pour le reste, 290 M€ serviront à acheter les équipements nécessaires à son fonctionnement (cuves cryogéniques, lasers…), 350 M€ seront consacrés à la mise au point de simulateurs, 320 M€ au développement de systèmes de communication quantique, 250 M€ aux capteurs quantiques et, enfin, 150 M€ à l’invention de nouvelles méthodes de cryptographie une fois que l’informatique quantique saura casser tous les chiffrements actuels.

Ce Plan Quantique s’appuie notamment sur les 37 propositions d’un rapport rendu en janvier 2020 au Premier ministre par la députée Paula Forteza, le chercheur Iordanis Kerenidis du CNRS et l’ancien PDG de Safran, Jean-Paul Herteman.

C’est ce rapport qui fixe la date des premiers résultats à l’année 2023. Manifestement, il ne s’agit pas d’un pronostic des capacités de la France à parvenir à des résultats en 2023, mais plutôt d’une date à respecter pour coller au calendrier d’acquisition par les instituts européens d’une nouvelle génération de supercalculateurs. La qualité de ces nouveaux supercalculateurs ? Ils seront plus souverains, car fabriqués à partir d’un processeur ARM développé en Europe, le Rhea de SiPearl. Jusque-là, il n’a jamais été question que ces supercalculateurs soient quantiques.

Le rôle pivot d’Atos

Le rapport, dans son « Ambition No3 » et sa « Proposition No 13 », indique plus précisément qu’il faudra avoir mis au point d’ici à 2023 des algorithmes « métiers » qui seront exécutables sur le simulateur quantique QLM d’Atos. Ce simulateur, à défaut d’ordinateur quantique existant, fonctionne en effet sur des supercalculateurs. Et, en effet, ceux qui l’utilisent aujourd’hui sont les secteurs de la Chimie (Total, Sanofi, Bayer…) et de la logistique – ou plus exactement les acteurs de l’énergie (EDF…) qui cherchent à résoudre des problèmes de logistique. Lorsque LeMagIt l’avait interviewé à ce sujet, Atos avait cité l’exemple de la distribution la plus optimale de courant depuis une flotte de centrales électriques.

Mais de manière plus concrète, le rapport suggère surtout qu’il faudrait financer les efforts de deux éditeurs : le Français Dassault Système pour qu’il développe des algorithmes de modélisation chimique, et l’Allemand SAP pour qu’il développe des algorithmes de modélisation logistique. Précisons que, sur les 1,8 Md€ annoncés, 200 M€ proviendront de fonds européens.

La mention d’intelligence artificielle serait quant à elle relative à des travaux sur les algorithmes menés par l’INRIA (qui a développé une bibliothèque de fonctions SciKitLearn), le CNRS et le CEA-List. Ensemble, ces trois instituts de recherche devraient recevoir une enveloppe de 150 M€. On suppose que les 200 M€ restants à consacrer à la simulation quantique iront donc à Atos, Dassault Systèmes et SAP.

Des financements pour accompagner les efforts, les projets…

Pour le reste du financement, sachant qu’aucun ordinateur quantique ne fonctionne en France, ni même aucun prototype, il est assez compliqué d’imaginer qui aura besoin d’acheter des cuves cryogéniques ou qui aura besoin d’un financement pour terminer ses capteurs quantiques.

L’objectif de l’ordinateur quantique est de trouver plus rapidement la bonne solution à un problème [...] en trouvant tout de suite celle qui se combine le mieux au problème.

Le rapport paru en 2020 évoque plus simplement le financement d’une cinquantaine de startups qui pourraient se porter candidates (Atos en propose une : Pasqal), la formation de professeurs, l’organisation de challenges réguliers ou, plus concrètement, des aides pour que les centres de supercalcul puissent acheter des prototypes quantiques, quelle que soit leur provenance.

À ce sujet, Atos, encore lui, a annoncé qu’il se donnait jusqu’à 2023 pour mettre sa marque sur un ou deux accélérateurs quantiques développés par des laboratoires européens. A priori, il s’agira d’abord de l’accélérateur quantique de l’université d’Innsbruck, en Autriche, puis de celui développé par le laboratoire finlandais IQM. Un accélérateur quantique est un embryon d’ordinateur quantique, qui fonctionne sur le même principe, mais à l’échelle de quelques qubits seulement. Sa très faible puissance ne lui permet pas d’exécuter d’algorithmes intéressants, mais elle est suffisante pour épauler efficacement les supercalculateurs traditionnels sur des tâches simples et répétitives.

Un autre candidat très présent en France est IBM. Outre ses avancées qui servent de maître étalon aux autres inventeurs d’ordinateurs quantiques, dont Honeywell, IBM a surtout le mérite d’avoir mis en place un écosystème qui inclut déjà entreprises et universités françaises. En 2023, IBM devrait avoir mis au point le Condor, un processeur quantique de 1121 qubits, contre 65 actuellement.

Rappelons que l’objectif de l’ordinateur quantique est de trouver plus rapidement la bonne solution à un problème non pas en évaluant une à une toutes les possibilités, ce que fait un ordinateur classique, mais en trouvant tout de suite celle qui se combine le mieux au problème. Cette faculté est théoriquement rendue possible par les propriétés de la physique quantique : à l’échelle microscopique, une particule peut-être dans tous ses états énergétiques à la fois (la « superposition quantique »), jusqu’à ce qu’on lui envoie une impulsion électromagnétique qui la gèle dans un état particulier (la « décohérence quantique »). Cet état est celui qui se combine le mieux avec l’impulsion électromagnétique reçue.

En pratique, ce mécanisme est implémenté en agençant des particules comme s’il s’agissait de transistors électroniques, en utilisant une troisième propriété de la physique quantique, l’intrication, qui permet ou non de propager un signal de particule en particule, avec une certaine logique (celle de l’algorithme). Mais cette implémentation pose encore quantité de problèmes insurmontables : même en travaillant à l’échelle microscopique dans des cuves cryogéniques géantes, les particules décident toutes seules de ne plus fonctionner comme elles devraient, à cause de facteurs extérieurs que l’on ne parvient toujours pas à maîtriser.

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