Quand la technologie s'inspire des atomes: l'informatique quantique prend forme

L'informatique classique repose sur des données stockées sous forme de bits, qui n'ont que deux états possibles (0 ou 1). L'informatique quantique, elle, utilise des "qubits", briques de base qui ont une infinité d'états possibles pouvant se superposer et s'enchevêtrer.

Et chaque qubit supplémentaire double théoriquement la capacité de calcul totale, entraînant une croissance exponentielle de la puissance des ordinateurs quantiques.

Ceux-ci peuvent ainsi analyser simultanément un nombre énorme de résultats potentiels, et réaliser des calculs en quelques minutes au lieu de millions d'années.

"Les machines classiques ne parlent pas le bon langage. En quantique, on parle en quelque sorte le langage de la nature", explique John Levy, patron de SEEQC, start-up qui développe des puces hybrides. "Cela permet de résoudre toutes sortes de problèmes auparavant insolubles".

Mi-février, Microsoft a présenté une technologie quantique, fondée sur un nouvel état de la matière, non solide, gazeux ou liquide, découvert par ses chercheurs.

"Ils devraient gagner un prix Nobel", s'enthousiasme John Levy.

La nouvelle technologie doit accélérer de façon radicale la découverte de nouvelles molécules et matériaux, pour mettre au point de nouveaux médicaments, de nouveaux tissus, des modélisations financières complexes ou encore des batteries bien plus performantes.

Anders Indset, philosophe et investisseur, prédit une "course à l'efficacité" dans toutes les industries, de l'agriculture au logement et aux transports: "Nous aurons des voitures hyper efficaces et beaucoup plus légères. Nous mettrons au point des méthodes moins chères et moins polluantes pour voyager dans l'air".

Tout comme personne n'envisageait aux débuts de l'informatique, dans les années 1940, que nous aurions un jour des smartphones permettant de commander une voiture avec chauffeur en un clic, le potentiel du quantique dépasse notre "imagination limitée", selon John Levy.

Surtout couplé avec l'intelligence artificielle (IA), déjà considérée comme une nouvelle révolution industrielle depuis l'irruption de ChatGPT.

"Nous, les humains, traitons les informations de manière probabiliste, inconsciemment", et non pas de façon déterministe (0 ou 1), souligne l'ingénieur.

"Quand on aura des modèles d'IA probabilistes, construits sur des puces qui le sont aussi, on aura un résultat plus humain" que les chatbots actuels, pense-t-il.

L'informatique quantique est ainsi parfois considérée comme le seul moyen de parvenir à une IA dite "super intelligente", dotée de capacités cognitives supérieures et mieux capable de nous comprendre.

Plusieurs ordinateurs quantiques sont déjà opérationnels, et IBM a récemment assuré à la chaîne CNBC que ses services d'informatique quantique lui ont déjà rapporté un milliard de dollars.

Mais il s'agit de cas d'usage encore très limités, pour l'essentiel liés à la recherche. Cela reste "une technologie de niche, parmi les plus ésotériques", estime Jacob Bourne, analyste chez Emarketer.

Quand elle sera plus au point, le marché de l'informatique quantique passera d'abord par les serveurs disposant des puces et systèmes adaptés pour de nouvelles applications.

Ce n'est donc pas une coïncidence si les trois mastodontes du cloud, Amazon, Microsoft et Google, investissent pour résoudre un problème majeur de la technologie: les erreurs de calcul.

Car les qubits, qui ont besoin de températures glaciales, sont très sensibles au "bruit", c'est-à-dire aux moindres changements dans leur environnement (vibrations, chaleur, interférences électromagnétiques, etc). Ces perturbations causent des erreurs.

En décembre, Google a donné naissance à Willow, une puce quantique censée les réduire considérablement.

Et AWS (Amazon) vient de présenter Ocelot, son prototype de semi-conducteur qui promet de diminuer les coûts de correction d'erreurs jusqu'à 90%.

Selon John Levy, on assiste à la "création d'un écosystème" d'entreprises, des composants aux systèmes d'exploitation, capteurs et applications.

Il souligne que le laboratoire pharmaceutique allemand Merck investit dans son entreprise, afin de ne pas être en retard dans de futurs outils potentiels.

Les États-Unis et la Chine investissent aussi, et Washington a imposé des restrictions sur les exportations liées à cette technologie.

Il ne s'agit pas seulement de compétitivité: comme les qubits permettent de tester simultanément toutes sortes de combinaisons, la technologie représente une menace pour la cybersécurité.

Les experts s'inquiètent à l'idée qu'elle ne permette bientôt à des adversaires de briser des méthodes de cryptage classiques.

Certaines agences gouvernementales américaines et des sociétés comme Apple conçoivent déjà des méthodes de chiffrage "post-quantum".