premium2
Un homme en train d'aspirer une plage de sable fin
© PhotoAlto/Milena Boniek via Getty Images

Tout le monde parle des ordinateurs quantiques mais ils ne servent à rien (pour le moment)

Le 29 juin 2021

On en parle comme de la prochaine grande rupture technologique. Sauf qu’il est possible qu’un ordinateur quantique utile ne voit jamais le jour. On fait le point avec le physicien et vulgarisateur Julien Bobroff.

Julien Bobroff a été chercheur en physique quantique pendant vingt ans au CNRS et à l’université. Il est professeur à l’université d'Orsay, et s’est également consacré depuis 2013 au développement de techniques pour initier professionnels de tout bord et grand public à la physique quantique. Il est persuadé que le monde gagnerait à mieux la comprendre. Nous l’avons interrogé à l’occasion de l’USI 2021, pour faire le point sur les promesses des ordinateurs quantiques. 

Vous estimez qu’il est possible qu’on ne voie jamais d’ordinateur quantique utile. Mais cette incertitude ne fait-elle pas partie du cycle normal de toute technologie ?

Julien Bobroff : Ne pas pouvoir anticiper la suite est en effet commun à n’importe quelle technologie. La petite différence avec l’ordinateur quantique est qu’il y a un verrou scientifique, pas seulement technologique. Les petites briques – qubits – qui composent l’ordinateur quantique sont fragiles et sont très sensibles à ce qu’on appelle le « bruit ». On a besoin de mettre plus de briques pour augmenter la puissance de l’ordinateur. Mais plus on en met plus on augmente le bruit, donc on détruit l’ordinateur du même coup. C’est un paradoxe et un gros problème technique. Les anticipations disent qu’il faut 10 000 à 100 000 briques (qubits) pour faire un calcul intéressant. Et on a déjà du mal à en protéger une soixantaine du bruit. Il n’y a pour l’instant pas de solution pour lever ce problème. Donc certains experts disent que jamais on ne pourra y arriver. D’autres disent qu’il faut faire confiance à l’intelligence humaine et qu’on aura des surprises. 

Tout l’enjeu est donc de réduire ce bruit ?

J.B. : Oui. Tout le monde travaille là-dessus : Google, IBM, Microsoft, le CNRS, le CEA… Tous essaient d’augmenter les qubits et de réduire le bruit. Microsoft songe par exemple à un moyen de faire en sorte que chaque Qbit puisse se protéger du bruit. Cela serait la solution de rêve, mais pour le moment ils n’ont toujours pas réussi à fabriquer un seul de ces qubits. Cela fait plus de cinq ans qu’ils sont sur le sujet. Ces entreprises investissent des sommes mirobolantes, mais elles sont incapables de dire si elles parviendront à concevoir un ordinateur quantique utile dans dix ans. 

Certaines comme Google ont pourtant annoncé la suprématie quantique. C’est un terme bidon ?

J.B. : Non, pas vraiment. Cela signifie qu’ils ont réussi à faire un calcul très complexe, qu’un ordinateur classique ne serait pas parvenu à faire ou alors au bout de plusieurs années, en seulement trois minutes. Mais ce calcul ne sert strictement à rien - en gros l’ordinateur s’est mesuré lui-même. 

À quoi pourrait ressembler un calcul utile pour un ordinateur quantique ? 

J.B. : Des calculs très complexes permettant de comprendre grâce à une simulation une réaction moléculaire par exemple. Si j’avais un ordinateur quantique devant moi, l’un des premiers calculs que j’essaierais de faire serait de simuler des médicaments contre le cancer pour trouver les bons principes actifs.

Tout miser sur l’ordinateur quantique ne risque-t-il pas de faire de l’ombre à d’autres technologies quantiques, plus accessibles... et plus intéressantes, aussi ?

J.B. : En matière d’investissement, vous remarquerez que les gouvernements parlent souvent de technologies quantiques, pas d’ordinateur quantique. Le plan d’Emmanuel Macron soutient les technologies quantiques, dont les ordinateurs, mais il y en a plein d’autres. L’ordinateur quantique est la technologie qui fait le plus fantasmer, car c’est celle qui permettra le plus d’applications, mais en cours de route, on va développer d’autres technologies.

Déjà, il faut rappeler qu’une première révolution quantique a déjà eu lieu au début du XXème siècle et que beaucoup d’éléments qui se trouvent dans un smartphone en sont, par exemple, issus. La deuxième (et actuelle) révolution permet de développer d’autres technologies qui seront aussi très utiles. L'interféromètre à atomes pour fabriquer des capteurs hypersensibles, par exemple. Ces capteurs permettent de détecter la nature des sous-terrains –volcan, roche nappe – et d’en mesurer la gravité très finement. Il y a aussi les horloges atomiques, qui permettent d’avoir une mesure ultra-fiable du temps, de quoi obtenir des GPS bien plus précis. Certains capteurs quantiques à base de diamants peuvent mesurer des objets à toute petite échelle. Cela s’avère très utile pour l’imagerie médicale par exemple, afin de mesurer à l’échelle d’une cellule. 

On a beaucoup vanté les promesses d’un autre champ scientifique – l’intelligence artificielle. Mais cette surmédiatisation a donné lieu à beaucoup de déceptions, et des applications pas toujours positives. L’ordinateur quantique peut-il suivre le même chemin ? 

J. B. : Je dirai qu’il y a deux scénarios possibles. Certains champs scientifiques promettent des applications formidables. Celles-ci finissent par fonctionner, mais des applications néfastes qu’on ne soupçonnait pas apparaissent. L’intelligence artificielle est un bon exemple de cela. Ensuite, il y a des champs scientifiques pleins de promesses, formidables elles aussi, mais qui s’effondrent. Les supraconducteurs à haute température par exemple. J’ai travaillé sur cela pendant vingt ans. On a promis monts et merveilles grâce aux supraconducteurs dans les années 1980 – révolutionner le monde, transformer les trains, stocker de l’énergie… Sauf qu’on n’y est jamais parvenus, peut-être un jour… Quoi qu’il en soit, aujourd'hui il n’y a quasiment plus aucun industriel qui travaille dessus. Idem pour le graphène, un matériau qui devait permettre de réinventer l'électronique. Finalement, on l'utilise pour renforcer les raquettes de tennis. L’ordinateur quantique peut emprunter une voie comme l’autre. Soit le verrou scientifique ne sautera jamais et on ne verra pas d’applications utiles. Soit il existera, et des applications nocives pourraient potentiellement apparaître.

Lesquelles ?

J. B. : Je n’ai surtout pas envie d’y penser. Mais beaucoup des enjeux du quantique – la cryptographie, la simulation de matériaux chimiques – intéressent et pourraient intéresser le secteur militaire. 

Marine Protais - Le 29 juin 2021
À lire aussi
premium2
premium2

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.