Rien ne sera plus jamais comme avant. Avec le quantique, l’informatique entre dans une nouvelle dimension, qui va rebattre les cartes de l’intelligence artificielle, de la cybersécurité, de la médecine. C’est aussi un enjeu de souveraineté économique. Les Américains et les Chinois investissent massivement dans le quantique et l’Europe a aussi son mot à dire, estime Thierry Breton, PDG d’Atos, un des leaders mondiaux de la transformation numérique. Le 4 juillet, il a présenté le simulateur de calcul quantique le plus puissant du monde. Entretien

 

Mais qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ?

Sans remonter aux origines, chaque période de l’histoire de l’humanité a vu la technologie dominante du moment déterminer un certain rapport de l’homme au monde. Mon arrière-grand-père a connu la machine à vapeur. Mon grand-père, l’apparition de l’électricité. Mon père a vécu l’essor du nucléaire. Aujourd’hui, avec la numérisation, notre génération utilise des ordinateurs fondés sur les lois fondamentales de la physique classique et macroscopique issues par exemple, et pour résumer, des travaux de Turing et de Von Neumann, qui traitent l’information – les « bits » –, sous forme de 0 ou de 1. Or, nous sommes entrés dans un monde nouveau, celui de l’explosion des données, de l’Internet, des objets connectés, de l’intelligence artificielle… Toujours et toujours plus d’informations. Toujours et toujours plus de puissance de calcul. Et c’est ici que les lois de la physique quantique, traitant du monde subatomique, nous ouvrent un nouvel horizon à conquérir. L’ordinateur quantique qui, lui, traitera l’information sous forme de bits quantiques – les « Qubits » – dont la valeur est déterminée par la superposition de 0 et de 1, offrira des capacités et des puissances de calcul absolument hors du commun. En changeant totalement d’échelle et de référentiel, les applications de la physique quantique nous donneront une nouvelle façon et de nouveaux moyens d’appréhender notre monde.

 

Pour l’homme, c’est une véritable révolution…

On a encore du mal à imaginer à quel point. La physique quantique, qui nous a déjà donnés le laser, l’IRM, les transistors, le GPS, la supraconductivité, va nous permettre d’aller encore beaucoup plus loin dans un grand nombre de champs. Par exemple dans le médical, à travers l’exploitation immédiate du génome et le dépistage précoce des maladies. Autre exemple : d’ici à quelques années, le GPS atteindra une précision inédite, jusqu’à 0,3 millimètre, avec toutes les applications que l’on peut imaginer en balistique, climatologie, géologie, sismographie, notamment aussi pour analyser la fonte des glaces, la dérive des continents ; ou encore pour la surveillance de la résistance des grands ouvrages, gratte-ciels, ponts, voies de communication, etc. La lecture ultra fine des variations de champs gravitationnels va permettre une meilleure représentation des sous-sols, ce qui sera utile dans la recherche des matières premières bien sûr, mais aussi pour la préparation des chantiers de travaux publics ; voire l’exploration de vestiges de l’humanité enfouis, comme les catacombes ou les grandes nécropoles… Bref, la physique quantique repousse les limites. En particulier en informatique, via l’ordinateur quantique.

 

Quel en a été le moteur?

La loi de Moore, énoncée en 1965 par le cofondateur d’Intel, Gordon Moore, selon laquelle on doublait tous les 18 mois le nombre de transistors intégrés sur les puces de silicium, touche à sa fin. Or, la course à la puissance de calcul et à la miniaturisation répond à un besoin vital. Toutes les nouvelles applications requièrent encore et toujours plus de puissance. A titre d’exemple, savez-vous qu’un avion connecté nécessite 5 terraoctets (5000 milliards) de données par jour. Pour atteindre les niveaux d’intégration requis pour traiter ces données, il nous faut graver les puces de silicium à 10 voire 5 nanomètres, c’est-à-dire des canaux d’une largeur de quelques atomes à peine. A ce niveau-là, et alors que nous sommes aux limites de ce que l’on sait faire dans la physique classique, les effets quantiques commencent à se faire ressentir. Le Nobel américain Richard Feynman a été le premier à concevoir ce que pourrait être un ordinateur quantique dans ce nouvel univers.

 

Cette découverte vous fascine…

Derrière les découvertes scientifiques, il y a d’abord des hommes exceptionnels et c’est aussi l’aventure européenne qui me fascine. Dès le début du siècle dernier, c’est en effet une poignée de jeunes scientifiques européens, à peine trentenaires, les Allemands Albert Einstein et Werner Heisenberg, les Autrichiens Wolfgang Pauli et Erwin Schrödinger, le Français Louis de Broglie et quelques autres qui ont conçu les bases de la mécanique quantique régissant le monde subatomique. Souvent contre-intuitives, leurs découvertes permettent d’appréhender une grande partie du monde d’aujourd’hui. En l’occurrence, c’est sur elles que se fondent les Qubits de l’ordinateur quantique.

 

La mise au point de ces fameux Qubits  est-elle compliquée ?

Oui, très complexe. Car pour préserver les effets quantiques, il ne faut pas d’interactions avec le monde extérieur. Sinon, il y a décohérence. Comment y parvenir ? La plupart des chercheurs travaillent à des températures très proches du zéro absolu (-273,15°). C’est le cas des équipes de Daniel Esteve, directeur de recherche au CEA, avec qui nous collaborons. Tant qu’il n’y a pas de décohérence, les Qubits préservent l’intégralité de leurs états superposés qui procurent à l’ordinateur quantique une capacité de calcul exponentielle.

 

C’est donc à terme l’arrivée d’une machine magique qui pourra faire fonctionner des algorithmes surpuissants…

Ce n’est pas de la magie mais de la science ! J’aime citer l’algorithme de Grover qui, adapté aux ordinateurs quantiques, permet de retrouver une information avec une incroyable précision. Imaginez par exemple qu’on pourrait, un jour, retrouver quasi-instantanément une information particulière sur les 40 zettabytes – c’est-à-dire les 40000 milliards de milliards –de données que générera l’humanité en 2020.  À titre de comparaison, cela voudrait donc dire qu’on serait capable de retrouver immédiatement un grain de sable particulier sur les 40 zetta grains de sables que compte la Terre, alors qu’il faudrait des milliers et des milliers d’heures pour y arriver avec un ordinateur classique.

 

Peut-on imaginer avoir un jour un ordinateur quantique dans chaque foyer ?

Ce n’est pas pour demain ! Pour un ordinateur généraliste totalement quantique, dans 20 ans, dans 30 ans, peut-être avant… ? Nul ne peut le dire. Chez Atos, en revanche, nous estimons possible, avec notre comité scientifique composé des meilleurs spécialistes mondiaux, comme le Nobel français de physique Serge Haroche ou Alain Aspect qui a mis en évidence l’intrication quantique, de réaliser des accélérateurs quantiques dans la décennie. Accolés à des supercalculateurs classiques, ces accélérateurs permettront de propulser massivement des algorithmes quantiques qui doperont les machines traditionnelles.

 

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