Raphael ThysDans la course mondiale à la « suprématie quantique », une jeune pousse française vient de réaliser une percée considérable en intégrant sur les puces de silicium qui équipent nos ordinateurs, des nanotubes en carbone. Son objectif est de créer les premiers processeurs quantiques hybrides qui équiperont peut-être bientôt nos futurs ordinateurs personnels.
Le processeur hybride mi-quantique, mi-classique de la jeune pousse française « C12 Quantum »
L'informatique quantique exploite les comportements des atomes, des grains de lumière, c’est-à-dire des photons, ou encore des électrons à très petite échelle. Mais dans l’univers de l’infiniment petit, les constituants ultimes de la matière se comportent différemment des objets macroscopiques du monde qui nous entoure.
Un monde de l’infiniment petit très déroutant
Par exemple, la vitesse de déplacement d’un électron qui déambule au hasard dans l’espace peut être de 2 000 km/s ou de 1 000 km/s ! Mais tant qu’on n’aura pas observé à l’aide d’instruments scientifiques la vitesse de notre bolide, il peut aller aux deux vitesses à la fois. Ce phénomène qui peut heurter notre intuition se nomme la superposition d’état. Et les physiciens ont constaté bien d’autres comportements du même type. Mais dès qu'ils sortent leurs instruments de mesure pour observer le comportement de ces particules, leur état de superposition sera perturbé et disparaitra.
Comprendre la superposition quantique
Du quantique pour nos futurs ordinateurs
Les scientifiques envisagent depuis longtemps de mettre à profit ces phénomènes quantiques dans de futurs ordinateurs, qui, contrairement à nos machines actuelles, exécuteront des calculs complexes bien plus rapidement. Le principal problème pour créer ce type de machine est de garder le plus longtemps possible l’état de superposition des corpuscules du monde quantique. Tout se résume en définitive, à une histoire de haute technologie pour choisir les bons procédés et les meilleurs matériaux afin de concevoir les processeurs quantiques de ces ordinateurs surpuissants.
C’est l’objectif que poursuit la jeune pousse Française « C12 Quantum » dans une approche originale. La jeune société développe des processeurs hybrides qui sont mi-quantiques, mi-classiques, en greffant sur des puces de silicium traditionnelles, des nanotubes de carbone, explique Pierre Desjardins, co-fondateur de C12 : « Nous sommes la seule jeune pousse au monde à développer ce type de technologie qui est issue des recherches fondamentales de l’école normale supérieure qui a mis en évidence les propriétés exceptionnelles d’un nouveau matériau appelé nanotube de carbone. Cette structure d’atomes de carbone en forme de tube microscopique est déjà utilisée dans de nombreux domaines industriels et scientifiques. Les chercheurs de l’école normale supérieure de Paris ont démontré qu’il était le candidat idéal pour réaliser des ordinateurs quantiques. Notre jeune pousse les utilise pour fabriquer des processeurs qui seront hybrides, c’est-à-dire couplés avec les puces de silicium qui équipent depuis longtemps nos ordinateurs et nos Smartphones. »
Et Pierre Desjardins de préciser : « un ordinateur quantique est infiniment plus puissant que n’importe laquelle de nos machines actuelles, notamment, pour résoudre certains problèmes complexes comme développer de nouveaux médicaments, d’optimiser la logistique industrielle ou encore les transports. Des problèmes qui sont terriblement compliqués même pour des supercalculateurs car ils nécessitent de combiner de multiples solutions pour arriver à un résultat concret. »
Le co-fondateur de C12 poursuit : « En revanche, un ordinateur quantique sera inefficace pour effectuer des calculs simples comme des additions. C’est la raison pour laquelle, nous développons cette technologie hybride qui est à la fois quantique et classique. Le premier processeur est prévu pour 2025, toutefois concevoir un ordinateur 100% quantique et universel, demandera encore 10 ans de recherches et de développements. »
Les promesses de l’informatique quantique
Les applications concrètes de l’informatique quantique sont multiples avec en premier le développement d’un système de cryptage des données Internet qui serait inviolable.
L'internet du futur sera quantique
France switches its diplomatic telegrams to post-quantumOne hundred years after the first transatlantic diplomatic telegram between the French embassy in the United States and Paris, the embassy has sent its first encrypted diplomatic telegram. pic.twitter.com/ROQAYvsoON
Les industriels et les grandes entreprises du numérique comptent aussi sur cette puissance de calcul faramineuse pour optimiser par exemple les réseaux de distribution d’eau et d’électricité. Les chercheurs emploieront également ces machines surpuissantes pour mettre au point de nouveaux médicaments, des batteries électriques ou encore des cellules solaires ultraperformantes. Et petit détail qui a son importance en substituant les milliards de transistors des puces de silicium par quelques milliers de processeurs quantiques, la consommation électrique du numérique dans le monde se réduirait considérablement.
Symphony of Science, le monde quantique en musique