Un talent quantique ne garantit pas le succès

Derrière une simple armoire noire dans une pièce blanche se trouve la prochaine révolution informatique : le premier ordinateur quantique commercialisé en Suisse. Le rack est situé à Arlesheim dans le centre technologique uptownBasel. C'est là que Quantum Basel, le Centre suisse de compétence et d'innovation pour l'informatique quantique, offre aux entreprises et aux institutions un accès à l'informatique quantique.

L’ordinateur du fabricant américain IonQ reste peu performant. C’est un système NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), donc encore sujet aux erreurs et en phase de transition, comme tous les ordinateurs quantiques actuels. L’intérêt porté à ces machines demeure élevé, car la période de transition actuelle, où les ordinateurs quantiques restent limités en taille et sujets aux erreurs, pourrait prochainement s’achever. Il est donc essentiel pour les acteurs du secteur de rester attentifs à cette évolution.

Les ordinateurs quantiques sont considérés comme porteurs d'espoir, même s'ils ne sont pas des turbos universels pour toutes les tâches de calcul. Ils ne sont généralement pas supérieurs aux ordinateurs classiques et peuvent même être plus lents pour de nombreux problèmes. Mais leur avantage potentiel se manifeste dans certains domaines, précisément là où les superordinateurs classiques atteignent leurs limites. C'est notamment le cas lorsque le nombre d'étapes de calcul augmente de manière exponentielle à mesure que la taille du problème augmente.

En théorie, les ordinateurs quantiques pourraient résoudre efficacement des problèmes complexes d’optimisation et effectuer des simulations avancées en sciences naturelles ou ingénierie, comme l’écoulement sur des ailes ou turbines. Ils sont également particulièrement performants dans le calcul des systèmes quantiques eux-mêmes, un élément central pour les nouveaux matériaux, les médicaments ou les processus chimiques. Une raison suffisante pour que de nombreuses entreprises industrielles s'intéressent dès maintenant de près à l'informatique quantique et testent les possibilités futures avec les systèmes NISQ déjà disponibles.

L’Europe possède une forte concentration de talents dans le domaine quantique et peut tout à fait rivaliser avec les autres pays dans la course internationale. Depuis le lancement du programme phare de l'UE sur cette technologie en 2018, un écosystème dynamique de start-up et de centres de recherche a vu le jour.

La Suisse joue un rôle important en science et technologie quantique. Des priorités nationales de recherche dans les domaines des nanosciences, de la photonique quantique, des qubits de spin et de la science quantique ont été définies et encouragées à un stade précoce. Ces investissements ont permis d'attirer des dizaines de nouveaux professeurs à l’EPFZ, à l'EPFL, à l'Université de Bâle et à l'Université de Genève. L’EPFZ, l'EPFL, ainsi que les universités de Bâle et de Genève abritent chacune leur propre centre quantique. Ces centres regroupent et encouragent la recherche au sein de leur institution respective et travaillent en réseau entre eux.

Cette collaboration a donné naissance en 2022 à la Swiss Quantum Initiative (SQI), dirigée par la Swiss Quantum Commission (SQC). L'objectif de cette initiative est de consolider la position de la Suisse dans le domaine des sciences et technologies quantiques, de la recherche fondamentale aux applications industrielles. « L'écosystème quantique en Suisse est dynamique et identifiera de nouveaux domaines d'excellence », relève Thomas Vidick, professeur à l'EPFL.

Le président de la Swiss Quantum Commission, Kaus Ensslin, se montre moins optimiste. Dans une interview récemment publiée sur le site web de l'université, le professeur de l’École polytechnique fédérale exprime sa crainte que notre pays ne prenne du retard dans le domaine de la technologie quantique. L’Helvétie a investi « plusieurs dizaines de millions de francs » dans la Swiss Quantum Initiative. « C'est une somme importante pour un programme de recherche spécifique en Suisse », reconnaît M. Ensslin. Cependant, les investissements internationaux sont nettement plus importants. En effet, les programmes publics de certains pays très peuplés sont d'un tout autre ordre de grandeur. Les États-Unis ont prévu 7,6 milliards de dollars, la Grande-Bretagne 4,6 milliards et l'Allemagne 4,45 milliards, auxquels s'ajoute un milliard d'euros au niveau européen. La Chine est en tête avec environ 15 milliards de dollars de subventions.

« La Suisse doit faire des efforts pour ne pas se laisser distancer », estime Klaus Ensslin. Même au sein de l'Europe, l'avance de la Suisse s'amenuise. Son exclusion temporaire des programmes Horizon Europe l'a notamment fait reculer. « L'UE a mis en place un réseau européen de cryptographie quantique sans nous », rapporte-t-il. Entre-temps, les chercheurs des universités suisses sont à nouveau autorisés à participer au programme européen. « Mais bien sûr, le programme quantique européen a continué à se développer entre-temps. Ces années nous manquent », constate le chercheur quantique zurichois.

Klaus Ensslin estime que la Suisse devrait prendre le domaine quantique plus au sérieux et y investir de manière substantielle. « Je sais que tout le monde dit cela de son domaine », concède le scientifique. Mais entre-temps, la concurrence internationale s'est intensifiée, notamment grâce à l'aide de l'État : « Pratiquement tous les pays européens mènent une politique de recherche active dans ce domaine. Et c’est encore pire dans les pays asiatiques. »