{"id":17597,"date":"2025-01-13T09:09:00","date_gmt":"2025-01-13T07:09:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thegreenbow.com\/?post_type=resource&p=17597"},"modified":"2025-02-07T15:25:47","modified_gmt":"2025-02-07T13:25:47","slug":"ordinateurs-quantiques-de-la-theorie-a-la-realite-ou-en-sommes-nous-vraiment","status":"publish","type":"resource","link":"https:\/\/www.thegreenbow.com\/fr\/ressource\/blog\/ordinateurs-quantiques-de-la-theorie-a-la-realite-ou-en-sommes-nous-vraiment\/","title":{"rendered":"Ordinateur quantique : de la th\u00e9orie \u00e0 la r\u00e9alit\u00e9, o\u00f9 en sommes-nous vraiment ?"},"content":{"rendered":"\n
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Auteur : Arnaud DUFOURNET<\/strong>, Chief Marketing Officer<\/p>\n\n\n\n

Le 12 septembre 1962, John F. Kennedy d\u00e9clarait aux Am\u00e9ricains : \u00abWe choose to go to the moon in this decade and do the other things not because they are easy, but because they are hard<\/em> \u00bb. La mise au point d\u2019un ordinateur quantique capable de surpasser le plus puissant des supercalculateurs actuels n\u2019est pas sans rappeler la conqu\u00eate spatiale qui occupa les Am\u00e9ricains et les Sovi\u00e9tiques dans les ann\u00e9es 60. Les enjeux sont tout aussi colossaux en termes de g\u00e9opolitique, de d\u00e9fense et de supr\u00e9matie \u00e9conomique. Il y a toutefois une diff\u00e9rence notoire : dans cette nouvelle course, cette fois-ci il pourrait bien y avoir plusieurs vainqueurs.<\/p>\n\n\n\n

Tout le monde veut son ordinateur quantique<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L\u2019emballement m\u00e9diatique autour de l\u2019ordinateur quantique est ind\u00e9niable depuis quelque mois. Il y a de bonnes raisons pour cela. Dans un rapport publi\u00e9 en novembre <\/a>dernier, L\u2019INPI rel\u00e8ve que \u00ab l\u2019informatique quantique a connu une expansion spectaculaire au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie, avec une multiplication par 20 des familles de brevets entre 2013 et 2022<\/em> \u00bb.  Selon la soci\u00e9t\u00e9 de conseil en technologies quantiques QURECA, ce sont plus de quarante milliards de dollars qui ont \u00e9t\u00e9 investis dans l\u2019informatique quantique.<\/p>\n\n\n\n

Comme pour l\u2019espace, les grandes nations veulent toutes \u00eatre les premi\u00e8res \u00e0 d\u00e9tenir un ordinateur quantique capable d\u2019ex\u00e9cuter des calculs complexes qu\u2019aucun supercalculateur actuel ne peut r\u00e9aliser. Dans un contexte g\u00e9opolitique tr\u00e8s instable et incertain, la mise au point d\u2019un tel ordinateur est \u00e9videmment de nature \u00e0 changer les rapports de force.<\/p>\n\n\n\n

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En t\u00eate de la course, on retrouve sans surprise les \u00c9tats-Unis avec ses g\u00e9ants technologiques IBM, Google et Microsoft. Un peu moins avanc\u00e9e, la Chine suit n\u00e9anmoins et surtout investit massivement dans la recherche et le d\u00e9veloppement. <\/p>\n\n\n\n

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D\u2019autres nations tirent leur \u00e9pingle du jeu comme le Canada avec la soci\u00e9t\u00e9 D-Wave pionni\u00e8re dans l\u2019informatique quantique ou bien la France avec cinq start-up exploitant des technologies diff\u00e9rentes pour g\u00e9n\u00e9rer des qubits. D\u2019ailleurs, la DGA compte bien sur elles dans le cadre du programme Proqcima<\/a> pour lui livrer d\u2019ici 2032 au moins deux prototypes d\u2019ordinateurs quantiques universels. La Russie cherche \u00e9galement \u00e0 rattraper son retard et vient tout juste de d\u00e9voiler un prototype d\u2019ordinateur quantique<\/a> disposant de 50 qubits utilisant des atomes neutres de rubidium<\/p>\n\n\n\n

La course aux qubits bat son plein<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Depuis quelques ann\u00e9es, les annonces spectaculaires dans le domaine de l\u2019informatique quantique se sont succ\u00e9d\u00e9. En 2019, Google ouvre le bal en annon\u00e7ant avoir atteint la supr\u00e9matie quantique : son ordinateur quantique dot\u00e9 du processeur Sycamore qui compte seulement 53 qubit physiques, a pu accomplir une t\u00e2che sp\u00e9cifique que m\u00eame les supercalculateurs classiques ne peuvent pas r\u00e9aliser en un temps raisonnable. Quoi que tr\u00e8s controvers\u00e9e, cette annonce marque l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la course au qubit.<\/p>\n\n\n\n

Toutefois, la route est encore longue et sinueuse avant de pouvoir b\u00e9n\u00e9ficier des puissances de calcul promises par l\u2019ordinateur quantique. L\u2019\u00e8re NISQ<\/strong> pour Noisy Intermediate Scale Quantum est l\u2019\u00e9tat actuel de la technologie quantique et dans laquelle se trouvent les constructeurs les plus en pointe comme IBM. Ces premiers ordinateurs quantiques sont de taille interm\u00e9diaire, c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019ils comptent entre une cinquantaine et un millier de qubits physiques. Les calculs qu\u2019ils sont capables de r\u00e9aliser g\u00e9n\u00e8rent du bruit quantique, autrement dit des erreurs. Ils sont n\u00e9anmoins utiles pour comprendre les applications futures et r\u00e9aliser des simulations de syst\u00e8mes quantiques simples ou encore de l\u2019optimisation \u00e0 petite \u00e9chelle.<\/p>\n\n\n\n

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L\u2019\u00e9tape suivante pour l\u2019informatique quantique consiste \u00e0 introduire de la d\u00e9tection et la correction d\u2019erreur. Appel\u00e9e FTQC<\/strong> pour Fault-Tolerant Quantum Computers, cette phase implique l\u2019utilisation de codes correcteurs d’erreurs quantiques et de r\u00e9duire la d\u00e9coh\u00e9rence quantique et autres sources de bruit. Pour fonctionner, les FTQC requi\u00e8rent plusieurs qubits physiques pour cr\u00e9er un qubit logique fiable. Le ratio classique est d\u2019environ un pour mille ou plus selon les technologies employ\u00e9es.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

\u00c0 ce jour, aucun FTQC pleinement op\u00e9rationnel n’existe encore. C’est actuellement l\u2019un des objectifs majeurs poursuivi par les constructeurs et les chercheurs comme le montre la derni\u00e8re annonce de Google avec sa nouvelle puce quantique Willow<\/a>. De son c\u00f4t\u00e9, la startup fran\u00e7aise Alice & Bob<\/a> vise de r\u00e9aliser son premier ordinateur quantique universel et tol\u00e9rant aux erreurs (FTQC) pour 2030.<\/p>\n\n\n\n

Pass\u00e9e la ma\u00eetrise des erreurs, le passage \u00e0 l\u2019\u00e9chelle restera encore l\u2019immense d\u00e9fi \u00e0 relever. Pour entrer dans l\u2019\u00e8re des LSQC<\/strong> (Large Scale Quantum Computing), l\u2019ordinateur quantique de grande \u00e9chelle devra \u00eatre capable de r\u00e9aliser des calculs utiles avec un nombre significatif de qubits logiques (> 1000) et un taux d’erreur suffisamment bas pour des calculs complexes. Ce qui supposera \u00e9galement des temps de coh\u00e9rence nettement prolong\u00e9s par rapport \u00e0 ce qui se fait actuellement.<\/p>\n\n\n\n

Enfin, le Graal ultime : l’UQC<\/strong> pour Universal Quantum Computer, sera l\u2019ordinateur quantique capable d\u2019ex\u00e9cuter n’importe quel algorithme quantique comme l’algorithme de Shor pour la factorisation ou l’algorithme de Grover pour la recherche non structur\u00e9e. Deux algorithmes redout\u00e9s par les professionnels de la s\u00e9curit\u00e9 informatique.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0<\/strong><\/strong> quand le Q-Day ?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

L\u2019informatique quantique fait r\u00e9guli\u00e8rement de gros progr\u00e8s. En 2024, 13 acteurs ont fait des annonces majeures concernant leur roadmap. Du jamais vu jusqu\u2019alors. Pourtant il est encore difficile de se prononcer sur la date du fameux Q-Day, date \u00e0 laquelle un ordinateur capable de casser les syst\u00e8mes cryptographiques actuels est enfin op\u00e9rationnel. Le pr\u00e9sident de NVIDIA, Jensen Huang, vient de jeter un coup de froid en d\u00e9clarant au CES de Las Vegas qu\u2019il faudrait encore patienter deux d\u00e9cennies. Les experts parlent en g\u00e9n\u00e9ral de 15 \u00e0 20 ans. Le BSI dans sa derni\u00e8re mise \u00e0 jour de son \u00e9tude sur le d\u00e9veloppement de l\u2019ordinateur quantique<\/a> s\u2019est risqu\u00e9 \u00e0 une estimation qu\u2019il juge conservatrice : 16 ans serait le temps qui nous s\u00e9pare de l\u2019arriv\u00e9e d\u2019un tel ordinateur. Ce temps pouvant \u00eatre r\u00e9duit si de nouvelles innovations surviennent en mati\u00e8re de correction et de r\u00e9duction des erreurs.<\/p>\n\n\n\n

Malgr\u00e9 l\u2019incertitude, la menace est d\u00e9sormais prise tr\u00e8s au s\u00e9rieux par les agences de s\u00e9curit\u00e9 qui sont unanimes sur le sujet. La probabilit\u00e9 que la menace quantique soit effective dans la d\u00e9cennie \u00e0 venir est devenue suffisamment forte pour qu\u2019elles appellent les organisations publiques et priv\u00e9es \u00e0 op\u00e9rer d\u00e8s maintenant leur transition vers la cryptographie r\u00e9sistante au quantique. Leur message commence \u00e0 porter puisque l\u2019ENISA observe dans son premier rapport<\/a> sur l\u2019\u00e9tat de la Cybers\u00e9curit\u00e9 dans l\u2019Union Europ\u00e9enne (rapport publi\u00e9 en d\u00e9cembre dans le cadre de la coop\u00e9ration mise en place par la Directive NIS2) que la PQC avec l\u2019IA sont les deux technologies \u00e9mergentes qui ont gagn\u00e9 en importance sur l\u2019ann\u00e9e \u00e9coul\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Autre r\u00e9alit\u00e9 : la fin de l\u2019utilisation du RSA et des courbes elliptiques est d\u00e9sormais connue. En novembre, le NIST a annonc\u00e9 la d\u00e9pr\u00e9ciation des algorithmes de signature num\u00e9rique RSA et ECC de 112 bits<\/strong> (cl\u00e9s de 2048 bits) pour 2030<\/strong>, et l\u2019interdiction compl\u00e8te pour 2035 (<\/strong>voir le rapport ici<\/a>). Dans la foul\u00e9e, l\u2019Agence australienne (ASD, Australian Signals Directorate) est all\u00e9e plus loin en interdisant l\u2019usage de ces m\u00eames algorithmes d\u00e8s 2030 (voir les recommandations ici<\/a>). L\u2019ann\u00e9e 2025 s\u2019annonce donc comme l\u2019ann\u00e9e de l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de la transition vers la PQC<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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Ressources utiles :<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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