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La French Tech veut révolutionner l’ordinateur quantique

par Etienne Henri
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La course à la suprématie quantique bat son plein. En Europe, aux Etats-Unis et en Chine, les meilleurs chercheurs de la planète sont mis à contribution – rivalisant de progrès et d’annonces en la matière. Mais, si les qubits embarqués sont toujours plus nombreux, les erreurs suivent la même voie… Une hérésie pour la technologie quantique ! Alice & Bob, startup tricolore, s’est saisie du problème. Avec ses « qubits parfaits », elle entend mettre sur le marché le premier processeur quantique sans erreur d’ici 2023…

Les progrès de l’informatique quantique sont au rendez-vous mais les erreurs aussi…

En matière d’ordinateur quantique, ces dernières années, les équipes de recherche tentaient avant tout de multiplier les qubits embarqués dans leurs machines. A l’instar du transistor pour la micro-électronique, ces derniers sont la brique élémentaire des ordinateurs quantiques. Multiplier linéairement leur nombre permet d’augmenter exponentiellement la taille des informations traitées.

Les progrès ont été au rendez-vous, et nous avons assisté à une succession d’annonces plus prometteuses les unes que les autres. 53 qubits pour Google, 56 pour les chercheurs chinois et même 127 pour IBM : les progrès sont bel et bien là.

Pour autant, les chercheurs se retrouvent confrontés à un problème qu’ils n’avaient pas nécessairement anticipé au début de cette course au gigantisme. Avec la multiplication des qubits, il n’y a pas que la capacité de calcul qui augmente exponentiellement. Les erreurs suivent la même voie… Les nouveaux processeurs quantiques ont donc une capacité inégalée mais des résultats qui deviennent de moins en moins fiables.

La question des erreurs, qui était négligeable en informatique déterministe, risque fort de tuer dans l’œuf le potentiel de l’ordinateur quantique. Rien ne sert de faire des calculs toujours plus complexes si aucune confiance ne peut être accordée aux résultats. Tous les grands pays travaillent d’arrache-pied à des solutions de contournement, et une startup française possède une technologie qui pourrait la régler une fois pour toutes…

Les erreurs de plus en plus graves de l’ordinateur quantique 

Le problème des erreurs de calcul des ordinateurs quantiques est bien plus sérieux qu’en informatique classique. Nos ordinateurs, processeurs, disques durs et mémoires vives commettent régulièrement des erreurs. Elles sont la plupart du temps anodines et peuvent, soit avoir des conséquences mineures, soit être corrigées au moyen d’algorithmes de vérification. Lorsque l’intégrité des données est critique, les informaticiens mettent en place des garde-fous qui limitent la vitesse d’un facteur 10, mais permettent de se prémunir à coup sûr de la moindre corruption de données.

Les nouveaux processeurs quantiques ont une capacité inégalée mais des résultats de moins en moins fiables

Le prix à payer pour plus de sécurité est acceptable.

Il n’en est pas de même dans l’ordinateur quantique. Son principe est de fournir le résultat de calculs impossibles à effectuer avec des processeurs classiques. Impossible donc de vérifier l’absence d’erreur avec des algorithmes. Cela reviendrait à demander aux processeurs chargés de la vérification de faire eux-mêmes des calculs quantiques.

Les chercheurs disposent donc de machines quantiques puissantes, mais dont les résultats ne sont ni fiables, ni même vérifiables.

Récemment, Alphabet, maison-mère de Google, s’est attelée à la tâche de la fiabilisation des calculs quantiques. Ses chercheurs ont prouvé qu’il était possible de confirmer l’intégrité des résultats, mais au prix d’une diminution d’un facteur 5 à 10 des capacités de calcul à taille équivalente de l’ordinateur. Et encore, les erreurs détectées sont difficilement corrigeables… Implémenter cette technique revient à tirer un trait sur des années de progrès.

La startup française Alice & Bob, de son côté, a pris un parti différent. Plutôt que de multiplier à l’aveugle les qubits et fournir des résultats toujours plus complexes mais toujours plus faux, la startup conçoit des processeurs « sans erreur ».

Vers des processeurs quantiques enfin fiables

Alice & Bob est une jeune entreprise qui a été fondée en 2020 par deux physiciens issus de l’Ecole normale supérieure (ENS). Théau Peronnin et Raphaël Lescanne ont pour idée d’exploiter certaines propriétés quantiques de la matière pour concevoir un processeur naturellement immunisé contre les deux grands types d’erreurs des ordinateurs quantiques.

Le principal d’entre eux, le bitflip, est le cauchemar des informaticiens. Il s’agit d’une inversion totale du résultat, avec un processeur qui pense vrai mais dit faux, confond noir et blanc et 0 ou 1. Même Google, avec ses coûteux algorithmes de vérification, ne parvient pas à l’éliminer totalement.

Selon les fondateurs d’Alice & Bob, ses futurs processeurs résisteraient au risque de bitflip durant huit minutes, soit 100 000 fois plus longtemps que les meilleurs résultats précédemment obtenus. Avec une telle stabilité, il devient envisageable de mener des calculs quantiques de A à Z.

Alice et Bob qubits parfaits

Alice & Bob veut proposer des « qubits parfaits » (photo : Alice & Bob)

La différence avec les solutions concurrentes est colossale. Comme le rappelle Théau Peronnin : « Même pour Google, qui a annoncé avoir atteint la suprématie quantique, la possibilité d’enchaîner vingt étapes de calculs sans erreur n’est que d’une sur dix mille. » Fournir des qubits immunisés contre le bitflip changerait totalement la donne. Seules les erreurs quantiques d’inversion de phases resteraient alors à corriger, ce qui pourrait être fait à coût acceptable selon Alice & Bob.

Des milliards pour l’informatique quantique tricolore 

Le potentiel de la technologie d’Alice & Bob n’a pas échappé aux investisseurs. La jeune pousse vient de boucler un tour de table de 30 M$ mené par les fonds d’investissement Elaia Partners, Bpifrance et Supernova Invest. Cette levée dépasse celle de 25 M€ effectuée par sa consœur Pasqal (conception de processeurs quantiques) l’année dernière. Alice & Bob prend ainsi la première place sur le podium des levées françaises dans l’informatique quantique.

Avec ces liquidités, Alice & Bob va poursuivre son développement et doubler ses effectifs d’ici deux ans. Cela devrait lui permettre de mettre sur le marché le premier processeur quantique sans erreur d’ici 2023. Dans les prochaines années, elle pourra accéder au futur « fonds quantique » qui, géré par Bpifrance, sera doté de 1,8 Md€. Cette somme ne sera pas de trop pour appuyer les startups hexagonales qui ont la lourde tâche de valoriser les technologies issues des grandes écoles et des laboratoires de recherche publics.

Le potentiel de la technologie d’Alice & Bob n’a pas échappé aux investisseurs

La concurrence internationale est en effet rude. Aux Etats-Unis, démesure oblige, les startups du quantique peuvent se targuer de valorisations sans commune mesure. L’année passée, PsiQuantum, qui développe un ordinateur quantique complet, a mené un tour de table de 450 M$. Sa consœur IonQ s’est introduite au NYSE sous le symbole IONQ. Sa capitalisation boursière dépasse désormais les 2,5 Mds$.

Pour faire face à ces mastodontes nord-américains, Alice & Bob sait qu’elle ne pourra pas se contenter d’être une PME technologique – quelle que soit la qualité de ses produits. Elle compte donc ouvrir un centre de prototypage en plein cœur de Paris pour faire éclore des collaborations industrielles. Au vu des enjeux de l’informatique quantique, une introduction en Bourse ou un rachat par un grand nom de la tech semblent inévitables…

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2 commentaires

Roger Michael 4 mai 2022 - 18 h 34 min

Sujet passionnant pour une tribune très intéressante, bien documentée et claire…

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Meulnart 10 mai 2022 - 17 h 48 min

Merci pour cet article de qualité et intéressant

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