C’est en duo avec la chancelière allemande Angela Merkel qu’Arvind Krishna, PDG d’IBM, annonce aujourd’hui la livraison du premier ordinateur quantique à l’Allemagne. Il s’agit non seulement du premier ordinateur quantique pleinement opérationnel sur le territoire européen, mais aussi de la première machine quantique qu’IBM installe hors des frontières américaines.
Installé dans un centre de données d’IBM proche de Stuttgart, le System One est d’une puissance de 27 qbits. Il est mis sous la tutelle du prestigieux institut Fraunhofer, locomotive technologique allemande que nombre d’entre nous connaissons pour être le berceau du format de compression audio mp3. Moins puissant que le système Hummingbird dévoilé en 2020 (65 qbits), il s’agit du système Falcon lancé en 2019. « Mais le programme conjoint d’IBM et de l’Institut Fraunhofer prévoit une mise à jour régulière de la puissance », précise à 01net.com Olivier Hess, responsable des activités quantiques pour IBM France. Des mises à jour qui ne se feront pas comme dans votre ordinateur. « La complexité grandissante et les évolutions rapides des systèmes quantiques font qu’il faudra changer l’essentiel de la machine à chaque fois », précise M. Hess.
Ce que l’on comprend aisément en regardant la feuille de route quantique d’IBM. Le géant américain travaille sur le sujet depuis des décennies – il étudie la supraconductivité depuis les années 80 – et cet effort commence à payer. Entre 2019 et 2023, IBM a mis en place un programme de doublement, voire de triplement du nombre de qbits de ses systèmes pour atteindre des millions de qbits en moins d’une décennie !
Accélérer le développement de l’écosystème quantique
L’Institut Fraunhofer sera le maître du System One, une machine pas uniquement exploratoire. Elle permettra aux académiques et industriels allemands de développer les briques nécessaires à l’utilisation des futures machines. « Pour l’heure, un système de 27 qbits n’est pas plus puissant qu’une machine traditionnelle fonctionnant avec des processeurs classiques », explique M. Hess. « Mais les machines du futur le seront : on parle ici d’une magnitude énorme de l’ordre d’un million à dix millions de fois plus puissantes. Mais pour en tirer parti, il faut encore développer des algorithmes, des logiciels, du matériel », précise-t-il.
Qui va utiliser le System One livré ce jour ? « Essentiellement l’Allemagne évidemment », continue Olivier Hess. « Le monde de la recherche bien sûr, mais aussi des startup et de grands groupes. Certains projets européens pourront demander un accès au Fraunhofer Institut, mais cela restera l’exception ».
Résoudre des problèmes concrets incroyablement complexes
Interrogé sur les usages que l’industrie allemande peut faire de ce genre de machine, M. Hess répond avec un exemple très concret. « Nous travaillons déjà avec Daimler-Benz. Le constructeur automobile allemand utilise déjà le quantique dans la recherche autour des batteries. Pour améliorer leur capacité et leurs performances, il faut trouver de nouveaux substrats, de nouveaux matériaux qui stockent mieux l’énergie. Daimler-Benz utilise la puissance de nos systèmes quantiques pour chercher de nouvelles combinaisons de molécules, de nouveaux matériaux de stockage ».
Pour l’heure, Daimler-Benz met en place les briques logicielles et matérielles nécessaires à lancer les calculs. Dès que les machines monteront en puissance – IBM table sur plus de 1.000 qbits dès 2023 ! – les calculs d’importance pourront être lancés. À une vitesse impossible à atteindre avec les ordinateurs classiques. Cette puissance, applicable uniquement à certains types de problèmes, pourrait accélérer de plusieurs années la recherche dans de nombreux domaines. Ce qui rend l’ordinateur quantique hautement stratégique.
Une importance qui fait écho avec l’actualité, la pénurie actuelle de semi-conducteurs classiques a mis en lumière de nombreuses dépendances. De la Chine face aux USA, ou encore celle des Européens face aux Américains et aux Asiatiques. D’où le besoin de la création et du renforcement des filières en Europe.
Indépendance technologique : l’Allemagne et la France dans les starting blocks
Entre les 650 millions d’euros de fonds publics alloués en 2018 et les deux milliards de rallonge que la chancelière Merkel vient d’attribuer pour le développement d’un programme quantique national, l’Allemagne est le pays européen qui a le plus investi dans le développement de cette filière. Il faut dire que les sensibilités industrielles et technologiques de notre voisin sont fortes. Et que le bagage technique de Mme Merkel est exceptionnel : la thèse qu’elle a soutenue en 1986 concernait la chimie quantique et s’intitulait « Étude du mécanisme des réactions de décomposition avec rupture de la liaison simple et le calcul de leurs constantes de vitesse sur la base de la chimie quantique et des méthodes statistiques ».
En matière d’investissements en Europe, la France est juste derrière l’Allemagne avec un engagement de 1,8 milliard annoncé par le président Macron en janvier dernier. Une somme supérieure aux 1,4 milliard préconisé par la députée Paula Forteza, responsable du rapport parlementaire « Quantique : le virage technologique que la France ne ratera pas. »
Un intitulé qui prend la forme d’une profession de foi. Il faut dire que le contexte actuel autour des semi-conducteurs classiques impose d’agir rapidement pour rattraper au plus vite les Américains. Outre la Chine, qui développe ses solutions dans son coin, les USA mènent la danse avec IBM d’une part, mais aussi des titans comme Google ou Amazon.
Prendre le train en marche… avant qu’il ne soit trop tard ?
En matière de fabrication de processeurs « classiques », des cabinets d’analyse ont évalué que l’Europe devrait mettre 150 milliards sur la table pour rattraper son retard sur un géant comme le taïwanais TSMC ou le coréen Samsung. Si l’Europe n’est pas à la pointe du quantique, le retard est heureusement bien plus faible.
« Si le quantique était au même niveau de maturité que l’informatique classique, je devrais admettre que cela serait très compliqué pour la France de rattraper le retard explique M. Hess. Mais ce n’est pas le cas : si nous travaillons depuis des années sur le sujet, il n’en reste pas moins que nous sommes au début de l’histoire. » Et la France a de beaux atouts pour ce haut cadre d’IBM. « Entre les institutionnels de type CNRS, CEA-Leti, les entreprises de type Thalès ou Athos, le monde académique avec le plateau de Saclay ou encore l’écosystème de startup avec Pasqal ou Alice & Bob, la position de la France est très avancée en Europe ».
Il n’empêche que face à cet état des lieux, a priori flatteur, c’est tout de même l’Allemagne qui part devant avec la première acquisition privée de l’histoire d’un ordinateur quantique. « Rassurez-vous, la France est très active et nous discutons en ce moment même avec les institutionnels. IBM est prêt à accompagner la France de la même manière que l’Allemagne » tempère notre interlocuteur.
Avec de tels atouts théoriques et des entreprises, espérons que les 1,8 milliard du plan quantique seront intelligemment investis.
IBM ou la vision (très) long terme
Il ne faut pas croire les intitulés racoleurs de certains papiers scientifiques – vous vous souvenez de la suprématie quantique ? Tout n’est pas écrit, loin de là, et IBM le reconnaît volontiers. « Notre approche est basée sur les boucles supraconductrices. Mais d’autres technologies sont à l’étude, comme les pièges à ions, et on ne sait pas encore laquelle prendra l’ascendant sur les autres », explique M. Hess.
Mais si on ne sait pas encore quelle sera la partie matérielle qui s’imposera, la feuille de route d’IBM est impressionnante. Et implacable : d’année en année, l’entreprise américaine, qui a su se réinventer plusieurs fois, tient parfaitement son calendrier. IBM affiche, dans ses présentations, ce qui semble être la vision la plus globale, mais aussi la maîtrise du plus grand nombre de briques fondamentales.
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Si des acteurs comme Intel sont à même d’être en pointe en matière du processeur en lui-même, IBM maîtrise à la fois le matériel et le logiciel, les interfaces, les outils de programmation, le service cloud, etc. La signature du contrat avec l’Allemagne et l’institut Fraunhofer est donc loin d’être un accident. Et préfigure peut-être de l’émergence d’une vraie suprématie quantique.
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