L’informatique quantique en février 2025 : où en sommes-nous ?

Le monde de la technologie est en pleine effervescence ! L’informatique quantique, avec son potentiel révolutionnaire, fait passer les supercalculateurs d’aujourd’hui pour de simples calculatrices de poche¹. Imaginez des machines capables de résoudre en quelques minutes des problèmes qui prendraient des milliards d’années aux ordinateurs actuels. Cette révolution technologique, comparable à l’avènement d’internet, promet de bouleverser de nombreux secteurs et d’ouvrir des perspectives inédites. Mais où en sommes-nous réellement en ce début d’année 2025 ?

Cet article de blog vous propose un état des lieux des avancées en informatique quantique, en suivant la méthode QQCOQP (Qui, Quoi, Quand, Comment, Où, Pourquoi) pour une exploration complète et accessible.

Quand cette révolution a-t-elle commencé ?

Avant de plonger dans l’état actuel de l’informatique quantique, il est important de retracer son histoire. L’idée d’un ordinateur quantique a germé dans les années 1980, grâce aux travaux visionnaires de physiciens tels que Richard Feynman, Paul Benioff et David Deutsch². Feynman, notamment, a suggéré que des machines exploitant les lois de la mécanique quantique pourraient simuler efficacement des systèmes quantiques, une tâche impossible pour les ordinateurs classiques².

Voici quelques dates clés qui ont jalonné l’évolution de l’informatique quantique :

• 1980: Paul Benioff décrit le premier modèle quantique d’un ordinateur³.
• 1982: Richard Feynman propose l’idée d’un ordinateur quantique⁴.
• 1994: Peter Shor développe son algorithme de factorisation, une avancée majeure qui menace les systèmes de cryptage actuels².
• 1996: Lov Grover crée son algorithme de recherche quantique, permettant d’accélérer la recherche dans des bases de données non structurées².
• 1998: Isaac Chuang, Neil Gershenfeld et Mark Kubinec créent le premier ordinateur quantique (2-qubit)⁶.
• 2019: Google affirme avoir atteint la « suprématie quantique » avec son processeur Sycamore⁷.
• 2024: Microsoft présente Majorana 1, le premier processeur quantique utilisant une architecture topologique⁹.

L’année 2025 s’annonce comme une année charnière, avec des progrès rapides dans la construction de processeurs quantiques plus puissants et plus fiables.

Qui sont les acteurs de cette révolution ?

L’informatique quantique mobilise un écosystème dynamique d’acteurs, allant des géants de la technologie aux startups innovantes, en passant par les universités et les laboratoires de recherche.

Les géants de la Tech à la pointe de la recherche

Des entreprises comme IBM, Google, Amazon et Microsoft investissent massivement dans la recherche et le développement en informatique quantique¹⁰.

• IBM se distingue par ses avancées dans le développement de processeurs quantiques et de logiciels dédiés, comme Qiskit, un kit de développement logiciel quantique open source¹⁰. IBM a également mis en place des centres de données quantiques où les clients peuvent accéder à des systèmes d’informatique quantique¹⁰.
• Google a marqué l’histoire en 2019 en annonçant avoir atteint la « suprématie quantique » avec son processeur Sycamore, capable de réaliser un calcul impossible pour un ordinateur classique en un temps record¹⁰. Google continue de repousser les limites de l’informatique quantique avec des recherches axées sur le matériel et les algorithmes quantiques¹¹.
• Microsoft explore la voie des qubits topologiques, plus stables et moins sujets aux erreurs, avec son initiative Azure Quantum¹². Microsoft vise à construire un ordinateur quantique évolutif et un écosystème quantique complet, notamment en développant des qubits topologiques pour une meilleure résilience aux erreurs¹¹.
• Amazon propose des services quantiques dans le cloud avec Amazon Braket, permettant aux chercheurs et aux entreprises d’expérimenter avec différents types d’ordinateurs quantiques¹². Amazon Braket est un service quantique entièrement géré qui permet aux utilisateurs de créer, de tester et d’exécuter des algorithmes quantiques sur différents choix d’ordinateurs quantiques¹³.

Au-delà de ces géants, de nombreuses startups dynamiques contribuent à l’essor de l’écosystème quantique¹².

• Rigetti Computing se concentre sur la construction de processeurs quantiques supraconducteurs et de logiciels¹⁰. Rigetti travaille à la construction de pièces d’informatique quantique, des puces et des systèmes de contrôle aux processeurs quantiques supraconducteurs à base de qubits¹⁰.
• Xanadu explore l’informatique quantique photonique, utilisant les propriétés quantiques de la lumière pour effectuer des calculs¹⁰. Xanadu se distingue par son exploration de l’informatique quantique photonique, qui utilise les propriétés quantiques des particules de lumière pour fonctionner¹⁰.
• IonQ se spécialise dans les ordinateurs quantiques à ions piégés, offrant des solutions pour la cybersécurité, le traitement du langage naturel et l’apprentissage automatique¹⁰. IonQ est une autre entreprise qui se démarque en explorant l’informatique quantique à ions piégés, qui utilise des ions piégés dans des champs électromagnétiques comme qubits¹⁴.
• D-Wave Systems propose des solutions d’optimisation quantique pour des applications industrielles dans des secteurs tels que la fabrication, la finance et les sciences de la vie¹⁰. D-Wave Systems fournit des solutions d’informatique quantique à des industries telles que la fabrication, la finance et les sciences de la vie¹⁰.

Les universités et laboratoires de recherche

Le monde académique joue un rôle crucial dans la recherche fondamentale et la formation des futurs experts en informatique quantique¹⁵. Des universités prestigieuses comme le MIT, Stanford, Harvard, l’Université de Chicago, l’Université de Waterloo et l’Université de Californie à Berkeley sont à la pointe de l’innovation¹¹. Leurs travaux couvrent un large éventail de sujets, de la théorie de l’information quantique à la construction de dispositifs quantiques expérimentaux¹⁶.

• MIT: Le MIT est reconnu pour ses vastes contributions à la recherche quantique, en particulier par le biais du MIT Center for Quantum Engineering et du Research Laboratory of Electronics¹⁵.
• Stanford: Stanford est un leader de la recherche quantique grâce à plusieurs de ses facultés et instituts, notamment le Stanford Institute for Theoretical Physics et le Ginzton Laboratory¹⁵.
• Harvard: Harvard est un leader mondial de la recherche, et ses efforts en matière de recherche quantique ne font pas exception. L’université propose plusieurs programmes axés sur le quantique, notamment la Harvard Quantum Initiative¹⁵.
• Université de Chicago: L’université de Chicago est considérée comme un centre national, voire mondial, de recherche quantique¹⁵.
• Université de Waterloo: L’Institut d’informatique quantique de l’université de Waterloo est un centre de recherche de premier plan au Canada, axé sur l’informatique quantique théorique et expérimentale¹¹.
• Université de Californie à Berkeley: L’université de Californie à Berkeley est un chef de file de la recherche quantique et développe rapidement ses unités et installations de recherche quantique, telles que le Quantum Information and Computation Center¹⁵.

Des laboratoires de recherche de renommée mondiale, tels que l’Institut Max Planck d’optique quantique en Allemagne, l’Académie chinoise des sciences et le RIKEN Center for Quantum Computing au Japon, contribuent également à l’avancement des connaissances et au développement de nouvelles technologies quantiques¹¹.

• Institut Max Planck d’optique quantique: L’Institut Max Planck d’optique quantique est réputé pour ses recherches en optique quantique et en information quantique¹¹.
• Académie chinoise des sciences: L’Institut d’information quantique et de science quantique, qui fait partie de l’Académie chinoise des sciences, est une institution leader dans la recherche quantique en Asie¹¹.
• RIKEN Center for Quantum Computing: Le RIKEN Center for Quantum Computing (RQC) explore la frontière des technologies quantiques par la recherche et le développement d’ordinateurs quantiques en tant qu’unités de traitement de l’information innovantes basées sur les principes de la mécanique quantique¹⁷.

Les figures clés du domaine

De nombreux scientifiques et chercheurs ont contribué à l’essor de l’informatique quantique¹⁸.

• Richard Feynman, Paul Benioff et David Deutsch ont posé les bases théoriques de ce domaine dans les années 1980¹⁹. Feynman a suggéré qu’un ordinateur fonctionnant selon les principes quantiques pourrait simuler efficacement les systèmes quantiques⁵. Benioff a décrit un modèle mécanique quantique d’une machine de Turing⁵. Deutsch a introduit le concept d’un ordinateur quantique universel⁵.
• Peter Shor a développé en 1994 un algorithme quantique révolutionnaire capable de factoriser de grands nombres, menaçant les systèmes de cryptage actuels⁷. Shor a inventé le premier algorithme informatique quantique clairement utile²⁰.
• Lov Grover a créé un algorithme quantique pour accélérer la recherche dans des bases de données non structurées⁷. Grover a mis au point un algorithme quantique qui permet de trouver des facteurs de grands nombres de manière exponentiellement plus rapide que ce que l’on pense possible pour tout algorithme classique²⁰.
• Charles H. Bennett et Gilles Brassard ont initié la cryptographie quantique en concevant un moyen pratique d’envoyer des messages secrets entre des utilisateurs qui ne partagent initialement aucune information secrète²⁰.

Ces pionniers, et bien d’autres, ont ouvert la voie à une nouvelle ère de l’informatique²¹.

Quoi de neuf dans le monde quantique ?

Différents types d’ordinateurs quantiques

Il existe plusieurs approches pour construire un ordinateur quantique. Les plus courantes sont : ¹⁴

• Les ordinateurs quantiques supraconducteurs: Ils utilisent des circuits électriques supraconducteurs pour créer et manipuler des qubits. C’est la technologie privilégiée par des entreprises comme Google et IBM¹⁴. Ces ordinateurs excellent dans les opérations de porte rapides, mais ont du mal à maintenir la cohérence quantique au-delà de 300 microsecondes²³.
• Les ordinateurs quantiques photoniques: Ils utilisent les photons, particules de lumière, comme qubits. Xanadu est l’un des principaux acteurs de cette technologie¹⁴. Cette plateforme fonctionne à température ambiante et offre des avantages uniques pour le traitement de l’information quantique²³.
• Les ordinateurs quantiques à atomes neutres: Ils utilisent des atomes neutres piégés et manipulés par des lasers. Pasqal et Atom Computing sont des exemples d’entreprises explorant cette voie¹⁴. Ces ordinateurs sont moins sensibles aux champs électriques parasites, ce qui en fait une bonne option pour les processeurs quantiques¹⁴.
• Les ordinateurs quantiques à ions piégés: Ils utilisent des ions, atomes chargés électriquement, comme qubits. IonQ et Quantinuum sont des leaders dans ce domaine¹⁴. Ces systèmes présentent des temps de cohérence impressionnants, allant de 0,2 seconde dans les qubits optiques à 600 secondes dans les qubits hyperfins²³.
• Les ordinateurs quantiques à points quantiques: Ils utilisent des points quantiques, nanostructures semi-conductrices, pour créer des qubits. Diraq et Siquance sont des exemples d’entreprises travaillant sur cette technologie¹⁴. En théorie, pour les ordinateurs quantiques, ces points quantiques « couplés » pourraient être utilisés comme des bits quantiques robustes, ou qubits¹⁴.

Chaque technologie a ses avantages et ses inconvénients en termes de stabilité, de scalabilité et de performances. Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques clés de chaque type d’ordinateur quantique : ¹⁴

Plateforme quantique	Température de fonctionnement	Cohérence	Scalabilité
Supraconducteurs	Proche du zéro absolu (-273°C)	< 300 microsecondes	Élevée
Ions piégés	Non mentionnée	0,2 – 600 secondes	Modérée
Photonique	Température ambiante	Non mentionnée	Élevée
Atomes neutres	Température ambiante	Non mentionnée	Élevée
Points quantiques	Très basse	Non mentionnée	Faible

Concepts clés de l’informatique quantique

Pour comprendre le fonctionnement des ordinateurs quantiques, il est essentiel de saisir quelques concepts clés :

• Les qubits: Ce sont les unités fondamentales de l’information quantique. Contrairement aux bits classiques qui ne peuvent être que 0 ou 1, les qubits peuvent exister dans une superposition de ces deux états, ce qui leur confère une puissance de calcul accrue²⁴. Un qubit utilise les phénomènes de la mécanique quantique de superposition pour obtenir une combinaison linéaire de deux états²⁵.
• La superposition: C’est la capacité d’un qubit à être à la fois 0 et 1 simultanément. Imaginez une pièce de monnaie qui tourne sur elle-même avant de retomber : tant qu’elle n’est pas observée, elle est à la fois pile et face²⁶. La superposition est un concept fondamental de la mécanique quantique qui décrit l’état dans lequel un système quantique peut exister simultanément dans plusieurs états ou configurations²⁷.
• L’intrication: C’est un phénomène quantique qui lie deux qubits ou plus de manière inextricable, même s’ils sont séparés par de grandes distances. Si l’on mesure l’état d’un qubit intriqué, on connaît instantanément l’état de l’autre²⁸. L’intrication est une ressource clé dans l’informatique quantique et permet d’effectuer certaines tâches de manière exponentiellement plus rapide que sur un ordinateur classique²⁵.

Progrès récents

En février 2025, l’informatique quantique a connu des avancées significatives :

• Amélioration de la stabilité des qubits: Les chercheurs ont fait des progrès notables dans la correction des erreurs quantiques, ce qui est essentiel pour la fiabilité des calculs³⁰. Microsoft et Quantinuum ont trouvé un moyen de vérifier les erreurs de qubit sans modifier l’environnement d’un ordinateur quantique, ce qui marque une nouvelle ère dans l’informatique quantique³¹.
• Augmentation du nombre de qubits: Des processeurs quantiques avec plus de 1000 qubits sont en cours de développement, ouvrant la voie à des applications plus complexes⁹. Microsoft a introduit Majorana 1, la première puce quantique au monde alimentée par une nouvelle architecture Topological Core qui, selon elle, permettra de réaliser des ordinateurs quantiques capables de résoudre des problèmes significatifs à l’échelle industrielle en quelques années, et non en quelques décennies⁹. Cette nouvelle architecture offre une voie claire pour faire tenir un million de qubits sur une seule puce qui peut tenir dans la paume de la main⁹.
• Nouvelles architectures quantiques: Des architectures innovantes, comme les réseaux hypercubes et l’intégration photonique, améliorent la scalabilité et les performances des systèmes quantiques³². Les réseaux hypercubes améliorent la scalabilité et les performances des systèmes quantiques³². L’intégration photonique est apparue comme une voie prometteuse pour l’informatique quantique évolutive avec des ions piégés³².
• Développement d’algorithmes quantiques: De nouveaux algorithmes quantiques sont développés pour des applications dans divers domaines, tels que l’optimisation, la simulation et l’apprentissage automatique³³. Des algorithmes quantiques, tels que ceux conçus pour les réseaux d’atomes de Rydberg, mettent en évidence le potentiel de résolution de problèmes complexes dans les domaines de la logistique, de l’énergie, etc³².

Comment fonctionnent les ordinateurs quantiques ?

Les ordinateurs quantiques exploitent les lois de la mécanique quantique pour effectuer des calculs. Ils utilisent des qubits, qui peuvent exister dans une superposition d’états, pour stocker et traiter l’information. ³⁴ Grâce à des phénomènes comme la superposition et l’intrication, les ordinateurs quantiques peuvent effectuer certaines opérations beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques³⁶.

Cependant, la construction d’un ordinateur quantique fonctionnel est un défi technologique majeur. Les qubits sont très sensibles aux perturbations de leur environnement, ce qui peut entraîner des erreurs de calcul. ³⁰ Les chercheurs travaillent activement sur des techniques de correction d’erreurs et sur la création de qubits plus stables.

Décohérence et correction d’erreurs

L’un des principaux défis de l’informatique quantique est la décohérence, c’est-à-dire la perte de l’état quantique des qubits due à des interactions avec l’environnement³⁸. Toute perturbation, même minime, comme une légère vibration ou un changement de température, peut affecter de manière incontrôlable l’ordinateur et entraîner la perte des informations stockées³⁸.

Pour lutter contre la décohérence, les chercheurs développent des techniques de correction d’erreurs quantiques³⁸. Ces techniques visent à détecter et à corriger les erreurs causées par la décohérence quantique avant qu’elles n’affectent les calculs. Cependant, la correction d’erreurs dans le domaine quantique est plus complexe que dans le domaine classique, car les erreurs sont plus fréquentes et peuvent se manifester sous différentes formes³⁸.

Où se situent les principaux pôles de recherche ?

La recherche en informatique quantique est menée dans de nombreux pays à travers le monde. Les États-Unis, la Chine et l’Europe sont les principaux acteurs de cette course technologique³⁹.

Aux États-Unis, des centres de recherche comme IBM Research, Google Quantum AI et Microsoft Quantum sont à la pointe de l’innovation¹¹. Des universités prestigieuses comme le MIT, Stanford et Harvard contribuent également à l’avancement du domaine¹⁶. Le gouvernement américain a alloué 1,8 milliard de dollars à la recherche quantique dans le cadre du National Quantum Initiative Act³⁹. De plus, le National Quantum Initiative Reauthorization Act prévoit un financement de 2,7 milliards de dollars pour la recherche et le développement quantiques dans les agences scientifiques fédérales au cours des cinq prochaines années⁴⁰.

La Chine investit massivement dans l’informatique quantique, avec des initiatives comme le National Laboratory for Quantum Information Sciences, qui a reçu un financement gouvernemental de 10 milliards de dollars³⁹. L’Académie chinoise des sciences joue un rôle majeur dans la recherche quantique¹¹.

En Europe, l’Union européenne a lancé le programme Quantum Flagship, doté d’un budget de 1 milliard d’euros sur dix ans, pour soutenir la recherche et le développement en informatique quantique³⁹. Des pays comme l’Allemagne et le Royaume-Uni ont également des programmes nationaux ambitieux³⁹. L’Allemagne a alloué 3 milliards d’euros au développement de l’informatique quantique dans le cadre de son plan de relance économique³⁹. Le gouvernement britannique a promis 2,5 milliards de livres sterling pour la recherche quantique dans le cadre de la National Quantum Strategy (2023-2033)³⁹.

Pourquoi l’informatique quantique est-elle si importante ?

L’informatique quantique a le potentiel de révolutionner de nombreux domaines et d’avoir un impact économique et sociétal majeur⁴¹.

Applications potentielles

• La médecine: Découverte de nouveaux médicaments, simulation de molécules complexes, médecine personnalisée³¹. Les ordinateurs quantiques pourraient accélérer le processus de découverte de médicaments en simulant et en analysant les interactions moléculaires complexes⁴².
• La science des matériaux: Conception de nouveaux matériaux, simulation de réactions chimiques, optimisation de procédés industriels³¹.
• L’intelligence artificielle: Accélération de l’apprentissage automatique, développement d’algorithmes d’IA plus puissants³¹. Les ordinateurs quantiques pourraient améliorer les capacités de l’IA en permettant de résoudre des problèmes complexes que les ordinateurs classiques ne peuvent pas gérer⁴².
• La finance: Optimisation de portefeuilles, analyse de risques, détection de fraudes⁴³. Les institutions financières pourraient utiliser l’informatique quantique pour optimiser les portefeuilles d’investissement, analyser les risques et améliorer la détection des fraudes⁴⁴.
• La cybersécurité: Développement de nouveaux systèmes de cryptage résistants aux attaques quantiques⁴³. L’informatique quantique pourrait menacer les systèmes cryptographiques actuels, mais elle pourrait également être utilisée pour développer de nouveaux systèmes de cryptage plus sûrs⁴⁵.
• Le changement climatique: Amélioration des prévisions météorologiques et de la modélisation du climat⁴².

Impact économique

L’informatique quantique devrait avoir un impact économique cumulé de plus de 1 000 milliards de dollars d’ici 2035⁴¹. Elle a le potentiel de stimuler l’innovation dans de nombreux secteurs, notamment la finance, l’industrie pharmaceutique et l’IA⁴¹.

Impact sociétal

L’informatique quantique pourrait avoir un impact majeur sur la société, en permettant de résoudre des problèmes complexes liés au changement climatique, à l’énergie et à l’environnement⁴⁶. Cependant, son développement soulève également des questions éthiques et sociétales importantes, notamment en ce qui concerne l’impact sur le marché du travail, l’accès équitable aux technologies quantiques et la nécessité d’un développement responsable⁴⁷.

Synthèse et Conclusion

L’informatique quantique est une technologie en pleine effervescence, avec des progrès rapides et des investissements massifs. En février 2025, le domaine a franchi des étapes importantes, notamment dans l’amélioration de la stabilité des qubits et l’augmentation du nombre de qubits.

Malgré les défis technologiques qui restent à surmonter, l’avenir de l’informatique quantique s’annonce prometteur. Les avancées technologiques récentes laissent entrevoir un futur où les ordinateurs quantiques pourront résoudre des problèmes complexes qui sont hors de portée des ordinateurs classiques. Cette révolution technologique a le potentiel de transformer de nombreux secteurs et d’améliorer notre vie quotidienne de manière significative.

Défis et opportunités

Les principaux défis pour l’informatique quantique en 2025 et au-delà sont :

• La scalabilité: Construire des ordinateurs quantiques avec un grand nombre de qubits tout en maintenant leur stabilité et leur cohérence.
• La correction des erreurs: Développer des techniques efficaces pour détecter et corriger les erreurs quantiques.
• Le développement d’applications: Trouver des applications concrètes et utiles pour l’informatique quantique dans divers domaines.
• L’accès équitable: Assurer un accès équitable aux technologies quantiques pour tous les pays et toutes les couches de la société.
• Le développement responsable: Établir des normes éthiques et des cadres réglementaires pour le développement et l’utilisation responsables de l’informatique quantique.

Les opportunités offertes par l’informatique quantique sont immenses :

• Révolutionner la médecine: Accélérer la découverte de médicaments, permettre une médecine personnalisée et améliorer les diagnostics.
• Transformer la science des matériaux: Concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés révolutionnaires et optimiser les procédés industriels.
• Stimuler l’intelligence artificielle: Créer des algorithmes d’IA plus puissants et accélérer l’apprentissage automatique.
• Améliorer la finance: Optimiser les portefeuilles d’investissement, gérer les risques et détecter les fraudes plus efficacement.
• Renforcer la cybersécurité: Développer de nouveaux systèmes de cryptage résistants aux attaques quantiques.
• Résoudre des problèmes mondiaux: Contribuer à la lutte contre le changement climatique, à la recherche énergétique et à la protection de l’environnement.

L’informatique quantique est une technologie transformatrice qui a le potentiel de remodeler notre monde de manière profonde et durable. En relevant les défis et en saisissant les opportunités qui se présentent, nous pouvons exploiter la puissance de l’informatique quantique pour le bien de l’humanité.

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Sources des citations

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46. The Impact of Quantum Computing on Society – DigiCert, consulté le mars 2, 2025, https://www.digicert.com/blog/the-impact-of-quantum-computing-on-society

47. Quantum Technology and its Impact on Society | Women in Tech Network, consulté le mars 2, 2025, https://www.womentech.net/quantum-technology-and-its-impact-society

48. Impact of Quantum on the Digital Economy and Society – Coruzant Technologies, consulté le mars 2, 2025, https://coruzant.com/quantum/impact-of-quantum-on-the-digital-economy-and-society/