La planification de ces efforts dans le cas des technologies quantiques doit tenir compte de la grande diversit\u00e9 des m\u00e9tiers et comp\u00e9tences requises et aussi du fait que celles-ci vont tr\u00e8s certainement \u00e9voluer graduellement dans le temps au rythme de la maturation de la discipline. Le succ\u00e8s des efforts fran\u00e7ais d\u00e9pendra \u00e9troitement de la capacit\u00e9 du pays \u00e0 cr\u00e9er et entretenir ce pool de comp\u00e9tences dans la dur\u00e9e.<\/p>\n
Il n\u00e9cessitera aussi de se diff\u00e9rencier dans l\u2019approche en mettant en avant l\u2019interdisciplinarit\u00e9 du domaine, notamment via la notion d\u2019ing\u00e9nierie quantique<\/strong>. L\u2019enjeu est de d\u00e9cloisonner au maximum les disciplines scientifiques et technologiques du quantique pour acc\u00e9l\u00e9rer la g\u00e9n\u00e9ration d\u2019innovations pratiques et industrielles. Cela pourrait amener \u00e0 la cr\u00e9ation de trois types d\u2019ing\u00e9nieur(e)s quantiques : \u00e0 dominante physique avec des bases en ing\u00e9nierie,\u00a0 \u00e0 dominante en ing\u00e9nierie avec des bases en physique quantique et \u00e0 dominante informatique avec des bases en physique et ing\u00e9nierie quantique. Le succ\u00e8s de la fili\u00e8re quantique fran\u00e7aise reposera sur l\u2019association \u00e9troite des trois. Sans compter toutes les comp\u00e9tences avales de la cr\u00e9ation de produits et\/ou de startups avec leurs dimensions production, marketing et business.<\/p>\n C\u00f4t\u00e9 volum\u00e9trie<\/strong>, les besoins seront limit\u00e9s au d\u00e9but et grandiront progressivement. On ne travaille cependant pas sur les m\u00eames ordres de grandeur que dans l\u2019ensemble des industries du num\u00e9rique ou du secteur de l\u2019intelligence artificielle. On parle de quelques milliers de personnes seulement. \u00c0 la cl\u00e9 de ces efforts, la fourniture en comp\u00e9tences aux laboratoires de recherche, aux startups et aux entreprises qui se d\u00e9velopperont gr\u00e2ce aux technologies quantiques et en particulier \u00e0 l\u2019export. Le Rapport Forteza \u00e9voque la cr\u00e9ation de 50 startups et la cr\u00e9ation de 5000 emplois en une dizaine d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n Le timing <\/strong>est cl\u00e9 et il faudra se pr\u00e9parer pour ne pas \u00eatre \u00e0 cours de comp\u00e9tences lorsqu\u2019on en a besoin mais aussi ne pas en avoir trop au risque de d\u00e9courager les jeunes et moins jeunes form\u00e9s. M\u00eame si l\u2019Histoire de l\u2019Intelligence Artificielle a montr\u00e9 que les scientifiques form\u00e9s pendant les hivers de l\u2019IA se sont bien recas\u00e9s ailleurs avant que l\u2019IA ne revienne \u00e0 la mode \u00e0 partir d\u2019environ 2015.<\/p>\n C\u2019est de tout cela que traite ce texte qui contient au passage quelques pistes de r\u00e9flexion. L\u2019id\u00e9e est aussi de susciter des vocations, aussi bien chez les jeunes que pour des adultes en mal de nouveaut\u00e9s.<\/p>\n Une des priorit\u00e9s du Rapport Forteza<\/strong><\/p>\n En toute logique, l\u2019une des recommandations cl\u00e9s du rapport Forteza sur le quantique est de d\u00e9velopper les formations sup\u00e9rieures sur le quantique. Voir \u201cQuantique : le virage technologique que la France ne ratera pas\u201d, lien pour le t\u00e9l\u00e9chargement<\/a> et vid\u00e9o de l\u2019\u00e9v\u00e9nement<\/a> du 9 janvier 2020. C\u2019est page 57 : \u201cd\u00e9velopper des nouvelles fili\u00e8res de formation initiales et continues de chercheurs, d\u2019ing\u00e9nieurs et de techniciens en soutien \u00e0 l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me quantique\u201c<\/em>.<\/p>\n Dans un premier temps, la task force <\/em>pilot\u00e9e par l\u2019\u00c9tat doit remettre ses conclusions et recommandations d\u2019ici fin mars 2020. Elle rassemble des repr\u00e9sentants de l\u2019Etat, des laboratoires de recherche et des organismes de financement comme l\u2019ANR et Bpifrance. Ensuite, les arbitrages interminist\u00e9riels et au niveau de Matignon et de l\u2019\u00c9lys\u00e9e permettront de finaliser un plan quantique pour le pays. Il pourrait \u00eatre annonc\u00e9 \u00e0 partir d\u2019avril 2020, soit un an apr\u00e8s le d\u00e9but des travaux de la mission Forteza.<\/p>\n En pratique, les centres de d\u00e9cision pour avancer c\u00f4t\u00e9 formation sont assez d\u00e9centralis\u00e9s. Une bonne partie des besoins ont d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 inventori\u00e9s par les deux premiers \u201chubs\u201d quantiques lanc\u00e9s en France : celui de Paris Saclay, d\u00e9nomm\u00e9 Quantum<\/strong>, et dont la cr\u00e9ation avait \u00e9t\u00e9 annonc\u00e9e le 26 novembre 2019, puis celui de Grenoble, QuEnG<\/strong> pour Quantum Engineering Grenoble. Ils sont pilot\u00e9s respectivement par Pascale Senellart et Alexia Auff\u00e8ves, deux Directrices de Recherche du CNRS tr\u00e8s engag\u00e9es dans le d\u00e9veloppement de ces \u00e9cosyst\u00e8mes. Un troisi\u00e8me hub devrait prendre forme cette ann\u00e9e sur Paris intra-muros.<\/p>\n Ces hubs se sont donn\u00e9s comme mission \u2013 entre autres choses\u00a0 – d\u2019identifier les parcours de formation initiale n\u00e9cessaires, les enseignants et les opportunit\u00e9s de mutualisation entre \u00e9tablissements. Ils sont les f\u00e9d\u00e9rateurs d\u2019\u00e9cosyst\u00e8mes d\u2019innovation d\u00e9cloisonnant la recherche fondamentale, de l\u2019ing\u00e9nierie et de l\u2019industrie. Les trois doivent d\u00e9velopper leur cr\u00e9ativit\u00e9 en parall\u00e8le pour faire avancer les technologies quantiques dont on ne peut pas encore pr\u00e9dire avec certitude les d\u00e9bouch\u00e9s. Ils ont ainsi vocation \u00e0 devenir des creusets d\u2019innovations encore en devenir.<\/p>\n \u00c9tat <\/strong>des lieux<\/strong><\/p>\n Le pays compte plusieurs dizaines de laboratoires dans le quantique, presque tous des UMR du CNRS (Unit\u00e9s Mixtes de Recherche associ\u00e9es \u00e0 des Universit\u00e9s) ou des laboratoires du CEA et de l\u2019Inria. La derni\u00e8re \u00e9dition de l\u2019ebook \u201cComprendre l\u2019informatique quantique<\/a>\u201d (septembre 2019, 504 pages) en contient une cartographie.<\/p>\n C\u2019est l\u00e0 que l\u2019on trouve les doctorants, post-doctorants, chercheurs et enseignants-chercheurs. La majorit\u00e9 de ces laboratoires planchent sur la physique quantique fondamentale et exp\u00e9rimentale. Certains se rapprochent de l\u2019informatique quantique dans ses grandes branches : calcul et simulation, t\u00e9l\u00e9communications et cryptographie et enfin, m\u00e9trologie.<\/p>\n Quelques laboratoires ont m\u00eame engendr\u00e9 directement ou indirectement la cr\u00e9ation de la majorit\u00e9 des startups quantiques du pays que sont Aurea Technology<\/strong> (source de photons jumeaux), Pasqal<\/strong> (acc\u00e9l\u00e9rateur quantique \u00e0 base d\u2019atomes froids), CryptoNext<\/strong> (cryptographie post-quantique), Veriqloud<\/strong> (middleware de t\u00e9l\u00e9coms quantiques), C12<\/strong> (qubits \u00e0 base de nanotubes de carbone), Alice&Bob<\/strong> (qubits supraconducteurs \u00e0 faibles taux d\u2019erreur), Cryoconcept<\/strong> (cryostats), Muquans<\/strong> (microgravim\u00e8tres quantiques) et Quandela<\/strong> (sources de qubits photoniques). Ceci montre \u00e0 quel point la recherche joue un r\u00f4le critique dans ce secteur d\u2019activit\u00e9 \u00e9mergent.<\/p>\n Autour ou \u00e0 c\u00f4t\u00e9 de ces laboratoires ont r\u00e9cemment \u00e9merg\u00e9 les premi\u00e8res formations sur l\u2019informatique quantique proprement dite avec un mix de physique et de d\u00e9veloppement de logiciels quantiques. C\u2019est notamment le cas dans quelques grandes \u00e9coles (ENS Ulm, ENS Paris Saclay<\/a>, ENS Lyon<\/a>, CentraleSupelec<\/a>, T\u00e9l\u00e9com Paristech<\/a>, ISAE-Sup Aero, INSA de Toulouse, CPE Lyon, Epitech Lyon, ISEN) ainsi que dans certaines universit\u00e9s (Universit\u00e9 C\u00f4te d\u2019Azur, Sorbonne Universit\u00e9, Paris Diderot, Universit\u00e9 Paris Saclay en partenariat avec CentraleSupelec, Universit\u00e9 Paul Sabatier de Toulouse en partenariat avec l\u2019INSA, UGA<\/a> \u00e0 Grenoble, Universit\u00e9 de Lorraine<\/a>, Universit\u00e9 de Montpellier en partenariat avec IBM\u2026) et m\u00eame dans les \u00e9coles d\u2019informatique priv\u00e9es (comme Supinfo<\/a>, ECE, etc).<\/p>\n Diversit\u00e9 scientifique du quantique<\/strong><\/p>\n Rien que dans le calcul quantique, il existe plusieurs fili\u00e8res physiques de r\u00e9alisation de qubits. Elles correspondent \u00e0 autant de branches qui se r\u00e9partissent en trois grandes cat\u00e9gories : la manipulation d\u2019atomes <\/strong>qui sont soit neutres soit ionis\u00e9s, en g\u00e9n\u00e9ral avec des lasers, celle d\u2019\u00e9lectrons <\/strong>dans des mat\u00e9riaux supraconducteurs et\/ou semi-conducteurs puis celle de photons <\/strong>qui traversent des guides de lumi\u00e8re, des prismes et autres interf\u00e9rom\u00e8tres dits \u201cde Mach-Zehnder\u201d. Et c\u2019est juste pour la partie \u201cphysique fondamentale\u201d ! Vu de loin, ces branches de la physique se concurrencent, mais vu de pr\u00e8s, elles se compl\u00e8tent souvent. Ainsi, la photonique joue-t-elle un r\u00f4le indispensable \u00e0 toutes les autres branches pour transporter des qubits \u00e0 moyenne et longue distance ou pour activer des qubits non photoniques. De m\u00eame, les atomes froids peuvent aussi bien servir \u00e0 cr\u00e9er des qubits que de la m\u00e9moire quantique \u00e9ventuellement exploitable par d’autres formes de qubits.<\/p>\n D\u2019autres fili\u00e8res quantiques sp\u00e9cialis\u00e9es existent dans les t\u00e9l\u00e9communications et la cryptographique quantiques, qui s\u2019appuient sur de la photonique, ainsi que dans la m\u00e9trologie, avec encore une fois, une tr\u00e8s grande diversit\u00e9 de technologies et donc de comp\u00e9tences. Je reprends ci-dessous l\u2019illustration maison extraite de la derni\u00e8re version de mon ebook. La diversit\u00e9 de la m\u00e9trologie quantique est aussi grande que dans les qubits. On y trouve de la photonique, de la physique de la mati\u00e8re condens\u00e9e, des atomes froids pi\u00e9g\u00e9s par des lasers et des cavit\u00e9s dans des diamants o\u00f9 l\u2019on contr\u00f4le le spin d\u2019\u00e9lectrons.<\/p>\n De concert avec la physique fondamentale, on a besoin d\u2019ing\u00e9nierie de syst\u00e8mes <\/strong>pour cr\u00e9er de v\u00e9ritables machines qui fonctionnent de bout en bout. Cela n\u00e9cessite de d\u00e9cloisonner les disciplines et de rapprocher les physiciens des ing\u00e9nieurs. Les technologies mises en jeu sont vari\u00e9es et incluent la photonique et les lasers, l\u2019\u00e9lectronique analogique et num\u00e9rique, notamment avec les micro-ondes, la thermodynamique, la m\u00e9canique des fluides, l\u2019ing\u00e9nierie de production de composants diverses et enfin, la conception de syst\u00e8mes complets.<\/p>\n La photonique<\/b> joue un r\u00f4le de soutien dans de nombreuses technologies quantiques. Le contr\u00f4le par lasers est au c\u0153ur des qubits \u00e0 base d\u2019atome froids et d\u2019ions pi\u00e9g\u00e9s, mais aussi pour de nombreux qubits de spin au c\u0153ur des relais quantiques. Suivant les applications envisag\u00e9es, les lasers sont des produits standards ou d\u00e9velopp\u00e9s avec des caract\u00e9ristiques particuli\u00e8res et leur param\u00e9trage et leur manipulation demandent des comp\u00e9tences sp\u00e9cifiques. Le d\u00e9veloppement de puces photonique de grande transparence ou permettant de manipuler la lumi\u00e8re sur puce est essentiel pour la miniaturisation des processeurs quantiques optiques mais aussi pour d\u00e9velopper des syst\u00e8mes de cryptographie compacte ou des horloges atomiques ou capteurs inertiels compacts. Enfin, la d\u00e9tection de lumi\u00e8re quantique de grande efficacit\u00e9 est une autre ressource essentielle pour aussi bien pour les processeurs quantiques optiques que pour les communications quantiques de longue distance.<\/p>\n L\u2019\u00e9lectronique, principalement dans les micro-ondes <\/strong>intervient dans la conception et\/ou l\u2019usage de g\u00e9n\u00e9rateurs de micro-ondes, ces derni\u00e8res \u00e9tant envoy\u00e9es vers les qubits par des c\u00e2bles coaxiaux qui permettent d\u2019en contr\u00f4ler l\u2019\u00e9tat. Elle intervient aussi dans les circuits de pr\u00e9amplification qui doivent fonctionner g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 temp\u00e9rature cryog\u00e9nique et supraconductrice, pour les qubits \u00e0 base d\u2019\u00e9lectrons en g\u00e9n\u00e9ral. Les g\u00e9n\u00e9rateurs de micro-ondes sont des produits g\u00e9n\u00e9riques du march\u00e9, mais on peut \u00eatre amen\u00e9 \u00e0 en cr\u00e9er de sp\u00e9cifiques selon les besoins. Tout ceci se fait \u00e0 des fr\u00e9quences situ\u00e9es entre 5 et 10 GHz. Il faut aussi cr\u00e9er ou utiliser des guides d\u2019ondes pour v\u00e9hiculer ces micro-ondes jusqu\u2019aux qubits.<\/p>\n La thermodynamique <\/strong>entre en jeu \u00e0 plusieurs niveaux dans les ordinateurs quantiques, dans ses aspects les plus pratiques comme les plus fondamentaux. Du point de vue pratique, dans l\u2019enceinte cryog\u00e9nique d\u2019un ordinateur quantique \u00e0 base d\u2019\u00e9lectrons (qubits supraconducteurs \u00e0 effet Josephson comme chez Google et IBM ou \u00e0 spin d\u2019\u00e9lectrons comme ce sur quoi se focalise le CEA-Leti), le budget thermique qui peut \u00eatre consomm\u00e9 par l\u2019\u00e9lectronique embarqu\u00e9e est limit\u00e9 par la capacit\u00e9 de refroidissement des cryostats. Du point de vue fondamental, il est ni plus ni moins question que d\u2019\u00e9tablir une loi de Moore pour la consommation \u00e9nerg\u00e9tique. Les portes logiques quantiques consomment une \u00e9nergie qui peut rapidement devenir non n\u00e9gligeable au vu des nombres de portes mises en jeu, en particulier lorsque le nombre de qubits augmentera significativement (dans le \u201cLarge Scale Quantum computing\u201d, souvent appel\u00e9 LSQ). D\u2019autre part, le traitement de l\u2019information lui-m\u00eame peut induire des co\u00fbts li\u00e9s \u00e0 sa nature irr\u00e9versible. On parle ici de milliwatts, pas des 300W de consommation d\u2019un GPU Nvidia V100 ! L\u2019enjeu sera de concevoir des syst\u00e8mes extr\u00eamement \u00e9conomes du c\u00f4t\u00e9 de la consommation d\u2019\u00e9nergie, et relever ce d\u00e9fi requiert d\u2019\u00eatre capable de construire une v\u00e9ritable alliance de l\u2019ing\u00e9nierie et de la physique fondamentale.<\/p>\n La m\u00e9canique des fluides <\/strong>intervient dans la conception et l\u2019usage des cryostats qui refroidissent une bonne partie des ordinateurs quantiques ou d\u2019une partie de leur appareillage. L\u2019enjeu est de cr\u00e9er de tels cryostats qui perturbent le moins les qubits et d\u2019autre part, de les miniaturiser, en particulier dans les applications de m\u00e9trologie quantique. Les fluides utilis\u00e9s sont de l\u2019azote liquide et deux isotopes de l\u2019h\u00e9lium (3 et 4) qui ont des propri\u00e9t\u00e9s particuli\u00e8res qu\u2019on appelle la superfluidit\u00e9 et qui jouent un r\u00f4le dans le refroidissement.<\/p>\n Les techniques de production <\/strong>des composants des processeurs quantiques et p\u00e9riph\u00e9riques font appel \u00e0 l\u2019arsenal des outils de production de semi-conducteurs CMOS en silicium ou en mat\u00e9riaux semi-conducteurs III-V comme le gallium ou l\u2019indium, ou encore de micro-\u00e9lectronique et de MEMS (micro-electro-mechanical-systems). Ces techniques sont ma\u00eetris\u00e9es \u00e0 diff\u00e9rents endroits en France comme au C2N du CNRS \u00e0 Palaiseau ou au sein des autres sites du r\u00e9seau de technologie RENATECH, au CEA-Leti \u00e0 Grenoble, chez STMicroelectronics \u00e0 Crolles pr\u00e8s de Grenoble, mais aussi chez Thales \u00e0 Palaiseau. Sachant que m\u00eame l\u00e0, il existe des variantes entre la ma\u00eetrise de proc\u00e9d\u00e9s de production de mat\u00e9riaux de pointe aux propri\u00e9t\u00e9s quantiques (C2N, FEMTO-ST de Nancy, IEMN de Lille, LAAS-CNRS de Toulouse, Thales), le d\u00e9veloppement des proc\u00e9d\u00e9s pr\u00e9-industriels (CEA-Leti) et et la production en volume (STMicroelectronics, m\u00eame si leur engagement dans la fili\u00e8re quantique n\u2019est pas garanti). Sur certains niveaux d\u2019int\u00e9gration en-dessous du 20 nm, il faut passer par de la sous-traitance chez des fondeurs tels que TSMC \u00e0 Taiwan.<\/p>\n Enfin, il faut concevoir des syst\u00e8mes complets <\/strong>avec leur ordinateur classique de pilotage, le contr\u00f4le des dispositifs \u00e9lectroniques de l\u2019ordinateur quantique, celui du cryostat, des composantes r\u00e9seaux classiques ou optiques\/quantiques et une bard\u00e9e de capteurs divers. Le tout \u00e0 un cout contr\u00f4l\u00e9 et comp\u00e9titif par rapport \u00e0 l\u2019\u00e9tat de l\u2019art du march\u00e9. Il faut \u00eatre capable de fabriquer et assembler tout cela. Il est aussi important de s\u2019approvisionner en mati\u00e8re premi\u00e8res n\u00e9cessaires \u00e0 la cr\u00e9ation de tous ces syst\u00e8mes (terres rares, h\u00e9lium 3 et 4, silicium gazeux d\u2019isotope 28 pour les qubits CMOS, connectique supraconductrice, etc).<\/p>\n Ensuite, dans les domaines purement math\u00e9matiques et logiciels entrent en jeu des disciplines tr\u00e8s importantes pour pouvoir cr\u00e9er des solutions quantiques de bout en bout :<\/p>\n Toutes ces disciplines informatiques doivent \u00e9voluer de concert avec la partie physique et technologique des syst\u00e8mes quantiques. En l\u2019\u00e9tat actuel de l\u2019art, on ne peut pas isoler le mat\u00e9riel du logiciel comme on le fait dans l\u2019informatique traditionnelle. Les ing\u00e9nieurs logiciels quantiques devront donc avoir des connaissances dans la physique quantique et les ordinateurs quantiques. R\u00e9ciproquement, les concepteurs d\u2019ordinateurs quantiques devront appr\u00e9hender la mani\u00e8re dont ils sont pilot\u00e9s et programm\u00e9s.<\/p>\n Enfin, la cr\u00e9ation des applications m\u00e9tiers <\/strong>demande des comp\u00e9tences \u00e0 la crois\u00e9e des chemins entre celle du dessus et des comp\u00e9tences sectorielles, souvent elles-m\u00eames scientifiques comme dans les sciences du vivant <\/strong>(chimie organique, repliement des prot\u00e9ines, photosynth\u00e8se, \u2026), les sciences des mat\u00e9riaux <\/strong>(comme dans la chimie des batteries au niveau des cathodes et anodes) ou d\u2019autres branches comme les calculs de risques <\/strong>dans la finance ou les probl\u00e8mes d\u2019optimisation <\/strong>dans la logistique et les transports. C\u2019est l\u00e0 que grandiront le plus les besoins en comp\u00e9tences au gr\u00e9 de l\u2019augmentation de la puissance de calcul des ordinateurs quantiques. On en trouve d\u00e9j\u00e0 dans les premi\u00e8res grandes entreprises fran\u00e7aises qui se sont empar\u00e9e du quantique, en particulier chez Total<\/strong>, EDF<\/strong>, Airbus<\/strong> et BNP<\/strong> o\u00f9 des dizaines d’ing\u00e9nieurs et chercheurs sont d\u00e9j\u00e0 actifs autour des applications des technologies quantiques.<\/p>\n Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, nous avons d\u00e9crit des comp\u00e9tences mais pas forc\u00e9ment des m\u00e9tiers. Les m\u00e9tiers peuvent requ\u00e9rir plusieurs de ces comp\u00e9tences, notamment en fonction de la taille des \u00e9quipes.<\/p>\n On peut distinguer en grosses mailles :<\/p>\n <\/a><\/p>\n Comme dans de nombreuses disciplines, les chercheurs et ing\u00e9nieurs doivent de plus en plus \u00eatre polyvalents. Les \u00e9quipes doivent s\u2019articuler autour d\u2019une forte interdisciplinarit\u00e9 et transversalit\u00e9. Elles ont besoin de \u201cpolyglottes technologiques<\/em>\u201d qui relient tous ces m\u00e9tiers et toutes ces comp\u00e9tences. Les physiciens devront notamment s\u2019int\u00e9resser de plus en plus \u00e0 l\u2019ing\u00e9nierie et les ing\u00e9nieurs \u00e0 la physique. Dans le quantique, les deux sont \u00e9troitement associ\u00e9s (\u00e9vitons les jeux de mots habituels\u2026).<\/p>\n Enfin, lorsque l\u2019on arrive au \u201cbusiness\u201d avec des produits qui peuvent \u00eatre commercialis\u00e9s, il faut ajouter tout le mixte des comp\u00e9tences habituelles de la vente de technologies : du marketing produit<\/strong>, du marketing op\u00e9rationnel<\/strong>, du lancement de partenariats<\/strong>, de la cr\u00e9ation d\u2019\u00e9cosyst\u00e8mes <\/strong>et surtout, de la vente pure et simple <\/strong>en mode B2B. S\u2019y ajoutent les comp\u00e9tences g\u00e9n\u00e9riques de la cr\u00e9ation de startups <\/strong>dans l\u2019univers des deep techs (organisation, business planning, recrutement, financements, etc).<\/p>\n Il faut compl\u00e9ter cela par des conseils en propri\u00e9t\u00e9 industrielle <\/strong>qui doivent se coltiner les sp\u00e9cificit\u00e9s du vocabulaire du quantique ainsi que des contributeurs aux divers processus de standardisation <\/strong>qui ne manqueront pas d\u2019\u00e9merger.<\/p>\n \u00c9volution <\/strong>des besoins dans le temps<\/strong><\/p>\n Le mix des comp\u00e9tences \u00e9voqu\u00e9es ci-dessous va \u00e9voluer au gr\u00e9 de la maturation des technologies quantiques. Elle est de niveau diff\u00e9rent selon le domaine :<\/p>\n Comme c\u2019est le cas dans l\u2019informatique traditionnelle, le poids du logiciel est amen\u00e9 \u00e0 terme \u00e0 devenir dominant dans les besoins en comp\u00e9tences. Cela explique pourquoi nombre de publications insistent sur le besoin en d\u00e9veloppeurs d\u2019applications quantiques. C\u2019est ce sur quoi \u201c\u00e9vang\u00e9lisent\u201d les grands acteurs que sont IBM, Google et Microsoft, sans compter D-Wave, Rigetti ou IonQ. Voir ainsi : Quantum Computing Demands a Whole New Kind of Programmer<\/a> par Edd Gent, mai 2017 (un peu en avance de phase), The Hitchhiking Cat\u2019s Guide to Getting a Job in Quantum Computing<\/a> par Jay Gambetta, octobre 2019, Building Quantum Skills With Tools For Developers, Researchers and Educators<\/a>, IBM Research, septembre 2019 et Some useful skills for quantum computing<\/a> par Chris Granada, janvier 2020, qui insiste aussi sur les comp\u00e9tences math\u00e9matiques et logicielles.<\/p>\n N\u00e9anmoins, parall\u00e8lement au d\u00e9veloppement du march\u00e9 logiciel, une phase interm\u00e9diaire demandera beaucoup de comp\u00e9tences en ing\u00e9nierie et dans les diff\u00e9rentes branches du quantique. C\u2019est la voie indispensable de l\u2019industrialisation des ordinateurs quantiques, tout du moins si la France veut avoir sa part du g\u00e2teau dans ces march\u00e9s de l\u2019offre et pas seulement dans l\u2019usage des technologies quantiques.<\/p>\n Les besoins sont aussi li\u00e9s aux ambitions du plan quantique fran\u00e7ais qui devrait \u00eatre publi\u00e9 d\u2019ici la fin du printemps 2020. Il est estim\u00e9 qu\u2019il faudra passer de 300 \u00e0 400 chercheurs et ing\u00e9nieurs permanents des technologies quantiques au quadruple dans la d\u00e9cennie qui vient. Cela reste des quantit\u00e9s raisonnables et sans commune mesure avec les besoins en comp\u00e9tences dans le num\u00e9rique qui se chiffrent en dizaines de milliers de sp\u00e9cialistes. Mais comme elles sont tr\u00e8s pointues, la t\u00e2che n\u2019est pas moins ardue.<\/p>\n Il faut raisonner \u00e0 l\u2019\u00e9chelle mondiale. Plusieurs plans \u00e0 \u201cplus d\u2019un milliard\u201d ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9cemment lanc\u00e9s : le plan Europ\u00e9en Quantum Flagship en 2018 (qui contient d\u2019ailleurs un volet formation), le plan am\u00e9ricain fin 2018 (qui pourrait \u00eatre renforc\u00e9 en 2020), le plan chinois depuis 2015, le plan du Royaume Uni depuis 2013 et le plan Indien en janvier 2020. L\u2019Allemagne a annonc\u00e9 en 2018 un plan de 650M\u20ac. Des scientifiques isra\u00e9liens militent pour un plan de $350M. Un plan du m\u00eame ordre de grandeur a \u00e9t\u00e9 annonc\u00e9 en Russie en 2019. Tout cela cr\u00e9\u00e9 un appel d\u2019air mondial pour le d\u00e9veloppement des comp\u00e9tences dans le quantique. Comme pour l\u2019IA, cela va entra\u00eener une concurrence inter-\u00e9tats et des transferts entre pays.<\/p>\n Comment s\u2019organiser<\/strong><\/p>\n C\u2019est un peu le r\u00f4le des \u201chubs quantiques\u201d que de mettre en musique les efforts en termes de formations (et pas que). Ils vont coordonner la cr\u00e9ation de cursus compl\u00e9mentaires, d\u2019assurer une volum\u00e9trie en phase avec des besoins, et en avance de phase. Dans certains cas, des formations pourront \u00eatre mutualis\u00e9es entre plusieurs \u00e9tablissements sup\u00e9rieurs (grandes \u00e9coles, universit\u00e9s), surtout lorsque les comp\u00e9tences d\u2019enseignement sont rares.<\/p>\n La formation dans l\u2019enseignement sup\u00e9rieur public <\/strong>devra introduire les sciences et technologies quantiques le plus en amont possible des cursus aux niveaux licence et master. Il faudra aussi y cr\u00e9er des masters en ing\u00e9nierie quantique, rapprochant le monde de la recherche et de l\u2019ing\u00e9nierie. L\u2019offre de formation d\u00e9pendra de plusieurs param\u00e8tres : des financements de postes d\u2019enseignants chercheurs ou d\u2019enseignants, de la cr\u00e9ation de vocations, de la capacit\u00e9 \u00e0 les attirer les enseignants et les \u00e9tudiants, d\u2019o\u00f9 qu\u2019ils viennent. Cela passera par le d\u00e9veloppement de l\u2019attractivit\u00e9 de l\u2019offre en France. Il faudra pour la partie fondamentale g\u00e9n\u00e9rer autant de doctorants que possible pour les formations scientifiques et d\u00e9velopper les th\u00e8ses CIFRE avec les industriels. Et c\u00f4t\u00e9 ing\u00e9nierie, l\u2019offre de formations devra \u00eatre en phase avec la capacit\u00e9 de l\u2019industrie \u00e0 proposer de stages de longue dur\u00e9e. Ces stages seront probablement propos\u00e9s par des entreprises et startups aussi bien fran\u00e7aises qu\u2019\u00e9trang\u00e8res. Des entreprises qui seront donc naturellement int\u00e9gr\u00e9es dans les hubs quantiques.<\/p>\n Les chaires industrielles<\/strong> jouent un r\u00f4le de passerelle entre les grandes entreprises, la recherche et l\u2019enseignement sup\u00e9rieur. Atos en a cr\u00e9\u00e9 une sur le quantique conjointement avec le CEA en 2018. D\u00e9nomm\u00e9e Nasniq (\u201cNouvelle architecture de spins nucl\u00e9aires pour l\u2019information quantique\u201d), elle est port\u00e9e par Daniel Est\u00e8ve du CEA-Saclay et couvre \u00e0 la fois des aspects physiques (qubits supraconducteurs) et logiciels (programmation hybride). IBM a cr\u00e9\u00e9 de son c\u00f4t\u00e9 une chaire avec l\u2019ESIEE Paris qui porte sur l\u2019IA et les analytics qui aura acc\u00e8s aux outils de calcul quantique d\u2019IBM.<\/p>\n La formation \u00e0 la programmation quantique<\/strong> est d\u00e9j\u00e0 propos\u00e9e par des entreprises am\u00e9ricaines telles qu\u2019IBM et Microsoft, ce dernier en partenariat avec Brilliant<\/a>. Elles font de l\u2019entrisme en France et partout ailleurs pour prendre place sur le march\u00e9 via leurs outils de d\u00e9veloppement maison. Il va sans dire qu\u2019il faudra \u00e9quilibrer cela avec des outils open source et\/ou des outils maison comme ceux d\u2019Atos en ayant en t\u00eate de les diffuser aussi hors de France.<\/p>\n La formation continue <\/strong>pourra comprendre des cursus aussi bien scientifiques et technologiques (physique quantique, communications quantiques, algorithmes et logiciels quantiques) que strat\u00e9giques (compr\u00e9hension des enjeux, connaissance des acteurs, \u00e9conomie du secteur, bonne pratiques). Elle peut ou pourra \u00eatre d\u00e9livr\u00e9e par des organisations priv\u00e9es comme Capgemini Institut (o\u00f9 je d\u00e9livre des s\u00e9minaires de sensibilisation sur le sujet),\u00a0 par des organismes d\u2019enseignement sup\u00e9rieur ainsi que via des cours en ligne propos\u00e9s \u00e0 diff\u00e9rents endroits (Coursera, \u2026). Alain Aspect propose m\u00eame un MOOC sur l\u2019optique quantique<\/a> en deux parties \u00e0 l\u2019Ecole Polytechnique. On trouve des Mooc chez Udemy<\/a>. On peut \u00e9videmment en d\u00e9nicher un bon nombre aux USA (Stanford, MIT, Coursera, \u2026). Enfin, les pionniers des technologies quantiques des grandes entreprises fran\u00e7aises (Atos, Thales, Total, EDF, Airbus, BNP, …) pourront faire intervenir leurs cadres et chercheurs dans l’enseignement sup\u00e9rieur comme dans la formation continue.<\/p>\n L\u2019auto-formation <\/strong>permet aux passionn\u00e9s de d\u00e9couvrir par eux-m\u00eames ces sciences et technologies mais elle n\u2019est pas autosuffisante comme c\u2019et parfois le cas dans l\u2019intelligence artificielle. Elle doit \u00eatre compl\u00e9t\u00e9e par un accompagnement p\u00e9dagogique de qualit\u00e9, ne serait-ce que pour faire et corriger des exercices. Pour ce qui est de la partie logicielle, cela changera peut-\u00eatre le jour o\u00f9 les outils de d\u00e9veloppement auront un plus haut niveau d\u2019abstraction que ceux d\u2019aujourd\u2019hui.<\/p>\n Les \u00e9v\u00e9nements scientifiques <\/strong>organis\u00e9s par les hubs quantiques, les laboratoires de recherche et les entreprises servent \u00e0 faciliter la transdisciplinarit\u00e9 des chercheurs et des ing\u00e9nieurs. Il peut s\u2019agir de colloques interdisciplinaires, de conf\u00e9rences th\u00e9matiques ou d\u2019ateliers. L\u2019un des bons exemples est la conf\u00e9rence du 27 novembre 2019 organis\u00e9e par le C2N du CNRS et l\u2019\u00e9quipe mixte Thal\u00e8s\/CNRS pour croiser informatique quantique et processeurs neuromorphiques. Ce sont des mises en bouche qui doivent s\u2019accompagner ensuite de formation et de temps pour approfondir les sujets d\u00e9couverts.<\/p>\n Il faudra aussi faire en sorte d\u2019attirer autant de femmes que d\u2019hommes dans ces cursus, au risque sinon, de voir se d\u00e9velopper comme dans l\u2019IA un secteur entier bien trop masculin. Sans compter l\u2019augmentation de la diversit\u00e9 des origines sociales des \u00e9tudiants qui reste un moyen de promotion r\u00e9publicain cl\u00e9, malgr\u00e9 son d\u00e9clin actuel.<\/p>\n En amont de tous ces cursus, la cr\u00e9ation de vocations chez les jeunes est indispensable. L\u2019\u00e9quipe de Paula Forteza avait fort \u00e0 propos lanc\u00e9 une initiative dans ce sens avec une mini-exposition de vulgarisation du quantique \u00e0 la Cit\u00e9 des Sciences en octobre\/novembre 2019. Avec Fanny Bouton et Tara Mestman (15 ans), je suis intervenu chez Magic Makers en septembre 2019 devant une vingtaine de lyc\u00e9ennes (ci-dessus<\/em>), puis le 29 f\u00e9vrier 2020 dans l\u2019\u00e9v\u00e9nement Startup4Teens (inscriptions<\/a>) et enfin le 7 mars 2020 dans le programme de #laTechpourtoutes<\/a> \u00e0 l\u2019Ecole 42 (inscriptions<\/a>). Des actions \u00e0 d\u00e9multiplier si possible en r\u00e9gion !<\/p>\n La f\u00eate de la science annuelle et les journ\u00e9es portes ouvertes des laboratoires de recherche peuvent aussi y contribuer. C\u2019est un travail de longue haleine comme l\u2019est la cr\u00e9ation de vocations dans les sciences en g\u00e9n\u00e9ral et dans les m\u00e9tiers scientifiques et techniques du num\u00e9rique en particulier.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Lorsque l\u2019on veut pr\u00e9parer le futur et se positionner sur un secteur industriel en devenir, on pense imm\u00e9diatement aux programmes de soutien \u00e0 la recherche, aux startups et aux entreprises \u00e9tablies. 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