{"id":19548,"date":"2022-01-21T06:39:00","date_gmt":"2022-01-21T05:39:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=19548"},"modified":"2022-02-03T22:08:15","modified_gmt":"2022-02-03T21:08:15","slug":"strategie-quantique-francaise-un-an-apres","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2022\/strategie-quantique-francaise-un-an-apres\/","title":{"rendered":"La strat\u00e9gie quantique fran\u00e7aise, un an apr\u00e8s"},"content":{"rendered":"

Il y a un an exactement, le 21 janvier 2021, Emmanuel Macron pr\u00e9sentait la strat\u00e9gie nationale d\u2019acc\u00e9l\u00e9ration quantique<\/a> au laboratoire C2N du CNRS et de l\u2019Universit\u00e9 Paris Saclay situ\u00e9 \u00e0 Palaiseau. Il rencontrait \u00e0 cette occasion les \u00e9quipes de Quandela, Pasqal, Atos et Thales, ce dernier pour son activit\u00e9 dans les capteurs quantiques et les trois premiers dans le calcul quantique. C\u2019\u00e9tait une premi\u00e8re mondiale car jamais un chef d\u2019\u00c9tat ne s\u2019\u00e9tait exprim\u00e9 de la sorte sur ce sujet.<\/p>\n

Le plan annonc\u00e9 \u00e9tait structur\u00e9 avec une enveloppe de 1815M\u20ac \u00e9tal\u00e9e sur 5 ans dont 1032\u20ac de financements publics nationaux, 238M\u20ac de financements europ\u00e9ens et 545M\u20ac de financements priv\u00e9s, ces deux derniers \u00e9tant des estimations non garanties. Le financement public de 1032M\u20ac correspondait \u00e0 un triplement de l\u2019effort existant, jusqu’alors concentr\u00e9 principalement sur la recherche fondamentale. Il doit couvrir le cycle complet de l\u2019innovation allant de la recherche fondamentale au d\u00e9veloppement industriel, startups comprises. De mani\u00e8re tr\u00e8s classique, le plan comprend des volets sur le calcul quantique, la m\u00e9trologie quantique et les t\u00e9l\u00e9communications quantiques. Il traite aussi des technologies habilitantes comme la cryo-\u00e9lectronique, la cryog\u00e9nie et le c\u00e2blage ainsi que la cryptographie post-quantique.<\/p>\n

Dans le discours politique du Pr\u00e9sident de la R\u00e9publique, la dimension souverainet\u00e9 des technologies quantiques \u00e9tait un leitmotiv, tout comme l\u2019imp\u00e9rieuse n\u00e9cessit\u00e9 de d\u00e9velopper une approche europ\u00e9enne, seule dimension pertinente face aux USA et \u00e0 la Chine. Un an apr\u00e8s, que s\u2019est-il pass\u00e9 ? Comment le plan a-t-il avanc\u00e9 ? Est-ce que la France et la France dans l\u2019Europe, ont augment\u00e9 leurs chances de succ\u00e8s dans les technologies quantiques face aux USA et \u00e0 la Chine ? Qu\u2019est-ce qui pourrait \u00eatre am\u00e9lior\u00e9 ? C\u2019est ce que nous allons essayer de traiter ici-m\u00eame. Je vais d\u00e9crire les composantes du plan, la dimension souverainet\u00e9, les initiatives des r\u00e9gions, la communication du plan, ce qui s’est pass\u00e9 dans le reste du monde et enfin l’impact de la “hype quantique” sur le plan.<\/p>\n

Un plan qui se met bien en place<\/strong><\/p>\n

Une bonne partie des principales composantes du plan quantiques ont \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9es comme nous allons le voir, et dans un laps de temps assez court au regard du temps administratif habituel. Ainsi, Neil Abroug, le coordinateur de la strat\u00e9gie quantique rattach\u00e9 au SGPI, un service qui d\u00e9pend du Premier Ministre, n’a \u00e9t\u00e9 officiellement nomm\u00e9<\/a> que d\u00e9but mai 2021. Voici ce qui a pu \u00eatre annonc\u00e9 ou lanc\u00e9 depuis sachant qu\u2019un point d\u00e9taill\u00e9 a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 dans le compte-rendu<\/a> du Conseil des Ministres du jeudi 20 janvier 2022.<\/p>\n

Le PEPR quantique <\/strong>(Programme d\u2019\u00c9quipement Prioritaire de Recherche) a \u00e9t\u00e9 formellement lanc\u00e9<\/a> le 22 septembre 2021 \u00e0 Grenoble par la Ministre\u00a0 de l\u2019Enseignement Sup\u00e9rieur et de la Recherche, Fr\u00e9d\u00e9rique Vidal. Il comprend plusieurs domaines th\u00e9matiques directement g\u00e9r\u00e9s par les grands organismes nationaux de recherche (ONR) que sont le CNRS, le CEA et Inria. Ce plan comprend 150M\u20ac dont la moiti\u00e9 est fl\u00e9ch\u00e9e sur des th\u00e9matiques prioritaires comme les qubits solides et \u00e0 atomes froids ainsi que les logiciels. Le reste doit faire l\u2019objet d\u2019appels \u00e0 manifestation d\u2019int\u00e9r\u00eat, comme sur les qubits photons, et rel\u00e8vera aussi des classiques appels \u00e0 projets de l\u2019Agence Nationale de la Recherche. Les cr\u00e9dits ne sont cependant pas toujours arriv\u00e9s \u00e0 leurs destinataires ultimes. Cela cr\u00e9e de l’impatience.<\/p>\n

Les qubits supraconducteurs, silicium et \u00e0 base d\u2019atomes froids sont bien servis dans le PEPR, chacun avec d\u2019int\u00e9ressants choix de diff\u00e9rentiation scientifiques et technologiques qui laissent entrevoir des perspectives c\u00f4t\u00e9 scalabilit\u00e9 et d\u00e9bouch\u00e9s commerciaux \u00e0 terme. Les qubits supraconducteurs correspondent surtout aux qubits de chat d\u2019Inria et d\u2019Alice&Bob. Les qubits silicium correspondent \u00e0 la fili\u00e8re du CEA-Leti et du CNRS \u00e0 Grenoble. Les atomes froids sont le domaine de l\u2019IOGS (Antoine Browayes) et d\u2019Unistra (Shannon Whitlock, dont nous parlons plus loin dans la rubrique sur les r\u00e9gions). Sont \u00e9galement financ\u00e9es des recherches sur les m\u00e9moires quantiques, un point de passage oblig\u00e9 pour le calcul quantique mais aussi pour les t\u00e9l\u00e9communications quantiques.<\/p>\n

A contrario, les qubits photons sont relativement rel\u00e9gu\u00e9s en arri\u00e8re-position alors qu\u2019ils sont incontournables dans les t\u00e9l\u00e9communications et la cryptographie quantiques et qu\u2019ils constituent une voie int\u00e9ressante \u00e0 creuser dans le calcul quantique \u00e0 la fois pour le calcul lui-m\u00eame et parce qu\u2019ils sont un passage oblig\u00e9 pour relier entre eux des processeurs quantiques, l\u2019une des voies cl\u00e9s du \u201cscale-out\u201d du calcul quantique. Nous avons une belle fili\u00e8re dans la recherche en France, celle qui notamment engendr\u00e9 Quandela, les nombreuses technologies habilitantes comme les lasers et quelques autres startups en cours de cr\u00e9ation. Alors que le PEPR pourrait allouer un maximum de 5M\u20ac aux qubits photons, apr\u00e8s un processus de s\u00e9lection qui ne fait que d\u00e9marrer, les homologues allemands des chercheurs fran\u00e7ais ont d\u00e9j\u00e0 re\u00e7u 65,3M\u20ac de financement via les projets photonQ<\/a> et PhoQuant<\/a>. C\u2019est largement plus que le ratio de 1 \u00e0 2 qui diff\u00e9rentie le plan quantique fran\u00e7ais de son \u00e9quivalent allemand. Est ce que le plan quantique compte sur un financement europ\u00e9en type H2020 ou ERC pour compenser ? Il faudrait esp\u00e9rer que non, car les autres pays en b\u00e9n\u00e9ficient aussi.<\/p>\n

C\u00f4t\u00e9 formation<\/strong>, une exp\u00e9rimentation sur Paris, Saclay et Grenoble a \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9e en septembre 2021 avec 3M\u20ac. Elle sera \u00e9tendue \u00e0 partir de l\u2019ann\u00e9e scolaire qui d\u00e9marre en 2022 avec un budget total sur 5 ans de 61M\u20ac. Il s\u2019agit essentiellement d\u2019augmenter l\u2019offre de formation en masters et en doctorats en technologies quantiques dans les Universit\u00e9s et Grandes \u00c9coles du secteur public, allant de la physique \u00e0 l\u2019informatique quantique sous toutes ses formes. D\u2019autres initiatives ont \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9es ind\u00e9pendamment du plan national comme la mineure de cinqui\u00e8me ann\u00e9e que n\u2019anime \u00e0 l\u2019EPITA depuis septembre de nouveaux cursus et \u00e9volutions de cursus existants dans diverses Universit\u00e9s et Grandes \u00c9coles (ARTeQ \u00e0 Saclay, INSA Lyon et Strasbourg, ENSIERB \u00e0 Bordeaux, \u2026). Enfin, le volet formation du plan quantique disposera de financements additionnels li\u00e9s au plan France 2030, celui-l\u00e0 m\u00eame qui avait \u00e9t\u00e9 annonc\u00e9<\/a> le 12 octobre 2021 par le Pr\u00e9sident de la R\u00e9publique, juste apr\u00e8s une intervention de Maud Vinet (CEA-Leti, 5e minute).<\/p>\n

Les plans de maturation technologique <\/strong>(PMT) couvriront le d\u00e9veloppement technologique de fili\u00e8res de qubits les plus prometteuses, qui restent \u00e0 s\u00e9lectionner en fonction de jalons scientifiques. Ces financements interviendront plus tard, probablement \u00e0 partir de 2023.<\/p>\n

Le soutien au d\u00e9ploiement industriel<\/strong> concerne la cryog\u00e9nie haute-performance (impliquant bien \u00e9videmment au moins Air Liquide), les lignes de production, les isotopes stables et autres technologies habilitantes avec des appels \u00e0 manifestation d\u2019int\u00e9r\u00eat et \u00e0 projets.<\/p>\n

La politique d\u2019achats publics<\/strong> consiste \u00e0 faire en sorte que les diff\u00e9rents organismes de l\u2019\u00c9tat fassent appel aux industriels et startups europ\u00e9ens et fran\u00e7ais. L\u2019un des exemples est la plateforme de calcul quantique hybride annonc\u00e9e<\/a> le 4 janvier 2022 \u00e0 l\u2019Institut d\u2019Optique (IOGS). Dans le cadre d\u2019un cofinancement France et Union Europ\u00e9enne, le GENCI va faire l\u2019acquisition de processeurs quantiques dont le premier sera install\u00e9 en 2023 au centre de calcul de recherche TGCC op\u00e9r\u00e9 par le CEA \u00e0 Bruy\u00e8re le Chatel en r\u00e9gion parisienne, en liaison avec le supercalculateur Joliot-Curie. L\u2019\u00e9v\u00e9nement du 4 janvier accueillait aussi des repr\u00e9sentants de LUMI (Finlande), J\u00fclich CSC (Allemagne), Atos, AQT (Autriche), IQM (Finlande, ces trois derniers ci-dessous<\/em> anim\u00e9 par Fanny Bouton), avec\u00a0 des keynotes de Iordanis Kerenidis sur le quantum machine learning, Elham Kashefi sur l\u2019ing\u00e9nierie logicielle quantique et Elvira Shishenina sur le hackathon QuantX d\u2019octobre 2021. C\u00f4t\u00e9 \u00c9tat, l\u2019\u00e9v\u00e9nement \u00e9tait cl\u00f4tur\u00e9 par les interventions, \u00e0 distance, de Fr\u00e9d\u00e9rique Vidal, C\u00e9dric O (Num\u00e9rique) et Florence Parly (Minist\u00e8re des Arm\u00e9es).<\/p>\n

\"Panel<\/a><\/p>\n

Le volet entrepreneurial <\/strong>concerne aussi bien les financements d\u2019investissements public dans les startups directs et indirects via Bpifrance que le financement de programmes d\u2019incubation et d\u2019acc\u00e9l\u00e9ration g\u00e9r\u00e9s par les soci\u00e9t\u00e9s de valorisation de la recherche (SATT) ou par les structures d\u2019accompagnement des grands ONR comme CNRS Innovation ou Inria Studio. Une consultation a \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9e pour ce second volet. Le premier volet avait d\u00e9j\u00e0 d\u00e9marr\u00e9 ind\u00e9pendamment du plan quantique avec les interventions de Bpifrance qui est au capital de Pasqal, Quandela et C12 ainsi que du fonds Innovation D\u00e9fense de l\u2019Agence Innovation D\u00e9fense qui est dans le capital de Pasqal et Quandela. Bpifrance intervient aussi en amont via ses programmes I-LAB, I-NOV et aide au d\u00e9veloppement deeptech qui ont cofinanc\u00e9 des travaux de recherche d’Alice&Bob, C12, Quandela, Qubit Pharmaceuticals, CryptoNext Security et Wainvam (capteurs quantiques). D\u2019autres projets entrepreneuriaux quantiques doivent voir le jour en 2022 qui devraient pouvoir b\u00e9n\u00e9ficier des m\u00eames sources de financements.<\/p>\n

Les financements europ\u00e9ens<\/strong> couvrent les financements sur appels \u00e0 projets comme les diff\u00e9rents niveaux des subventions ERC, H2020, de l\u2019European\u00a0 Quantum Flagship ainsi que la plateforme de calcul quantique hybride. Sur 2021, la moisson quantique fran\u00e7aise des ERC Starting Grants<\/a> a \u00e9t\u00e9 plut\u00f4t bonne. Le pays arrive en premi\u00e8re position dans les ERC de cette cat\u00e9gorie finan\u00e7ant des chercheurs ayant de 2 \u00e0 7 ans d\u2019exp\u00e9rience apr\u00e8s leur doctorat avec 7 projets financ\u00e9s, soit environ 10M\u20ac de subventions (vs 4 projets en Allemagne). Il s\u2019agit d\u2019Audrey Bienfait (CNRS, ENS Lyon), Philippe Campagne-Ibarcq (Inria), Jacopo De Nardis (Universit\u00e9 Cergy), Anais Dr\u00e9au (CNRS, Laboratoire Charles Coulomb), Igor Ferrier-Barbut (CNRS, IOGS), Emmanuel Flurin (CEA) et Romain Geneaux (CEA). Sur 2021, il y avait en tout 413 chercheurs financ\u00e9s par ce programme en Europe et dans les pays associ\u00e9s (UK, Isra\u00ebl, Suisse).<\/p>\n

\"ERC<\/a><\/p>\n

En 2018, Eleni Diamanti du CNRS LIP6 avait obtenu un ERC Starting Grant pour le projet QUSCO qui vise notamment \u00e0 obtenir un avantage quantique dans la communication entre processeurs quantiques avec des photons. De son c\u00f4t\u00e9, Pascale Senellart (C2N) avait obtenu un Starting Grant en 2011 pour ses sources de photons uniques et indistingables qui sont \u00e0 l’origine de la cr\u00e9ation de Quandela en 2017. Cela illustre bien la dimension long terme de tous ces financements publics dans la recherche fondamentale.<\/p>\n

Les trois autres types d\u2019ERC soumis en 2021 (Consolidator, Advanced, Synergy) seront annonc\u00e9s courant 2022. Le dernier ERC Synergy Grant fran\u00e7ais dans le quantique me semble \u00eatre le projet QuCube pilot\u00e9 par Maud Vinet (CEA-Leti), Tristan Meunier (CNRS Institut N\u00e9el) et Silvano de Franceschi (CEA-IRIG), qui avait obtenu 14M\u20ac de financement sur 6 ans en octobre 2018. Il compl\u00e8te le projet du flagship europ\u00e9en QLSI pilot\u00e9 par cette m\u00eame \u00e9quipe avec 14M\u20ac dont un peu plus de 3M\u20ac pour les laboratoires de recherche fran\u00e7ais. Le Flagship comprend aussi le projet <NE|AS|QC><\/strong> sur les logiciels quantiques, qui est pilot\u00e9 par Atos et \u00e9tait lanc\u00e9 en 2020, et dot\u00e9 de 4,7M\u20ac. Et quelques autres pilot\u00e9s notamment par Thales <\/strong>ou dans les atomes froids, avec l\u2019IOGS <\/strong>(\u00e9quipe d\u2019Antoine Browaeys). En pratique, le Quantum Flagship Europ\u00e9en \u201c\u00e0 un milliard\u201d lanc\u00e9 en octobre 2018 est maintenant int\u00e9gr\u00e9 dans les divers programmes de financement H2020. Cela concerne par exemple le projet Phoqusing <\/strong>lanc\u00e9 en 2020, dot\u00e9 de 3,3M\u20ac,\u00a0<\/strong>et auquel participent Pascale Senellart (C2N) ainsi qu\u2019Elham Kashefi (CNRS LIP6) et Marc Kaplan (VeriQloud).<\/p>\n

Pour ce qui est des financements priv\u00e9s <\/strong>pr\u00e9vus dans la strat\u00e9gie quantique nationale \u00e0 raison de plus de 100M\u20ac par an, on les retrouve mat\u00e9rialis\u00e9s en 2021 dans les belles lev\u00e9es de fonds de Pasqal <\/strong>(avril 2021, 25M\u20ac), C12 <\/strong>(juin 2021, 10M\u20ac) et Quandela <\/strong>(novembre 2021, 15M\u20ac) qui font appel \u00e0 un mix de bpifrance, de fonds d\u2019investissement (comme Quantonation, le principal fonds d\u2019investissement d\u00e9di\u00e9 aux startups du quantique dans le monde, Omnes, Brega, Elaia Partners, 360Capital, \u2026) et de corporate venture (Airbus, Total, \u2026). Cela fait la moiti\u00e9 du compte sachant que ces montants pourraient \u00e9voluer \u00e0 la hausse les ann\u00e9es \u00e0 venir et qu\u2019ils comprennent aussi les investissements industriels, non inventori\u00e9s, comme ceux d\u2019Air Liquide, Orano, Thales et Atos, sans compter la R&D interne des grandes entreprises utilisatrices. Cette derni\u00e8re est cependant encore tr\u00e8s modeste \u00e0 l\u2019heure actuelle.<\/p>\n

Et les Assembl\u00e9es qui jouent un r\u00f4le de contr\u00f4le de l\u2019action du gouvernement ? Sous la houlette de C\u00e9dric Villani, l\u2019OPECST <\/strong>(Office parlementaire d\u2019\u00e9valuation des choix scientifiques et technologiques) int\u00e9grant des \u00e9lus du S\u00e9nat et de l\u2019Assembl\u00e9e Nationale organisait une audition publique<\/a> sur la strat\u00e9gie quantique fran\u00e7aise le 21 octobre 2021. L\u2019audience durait quatre heures ce qui est pas mal avec les interventions de Neil Abroug (SGPI), Philippe Chomaz (CEA), Pascale Senellart (C2N, Quandela), Georges-Olivier Reymond (Pasqal), Philippe Duluc (Atos), Thierry Debuisschert (Thales), Jean Lautier-Gaud (ixBlue), S\u00e9bastien Tanzilli (CNRS, qui y coordonne la recherche quantique), C\u00e9dric Oudiette (Airbus), Damien Stehl\u00e9 (ENS Lyon, sp\u00e9cialiste en PQC) et Henri Gilbert (ANSSI). Il n\u2019est n\u00e9anmoins pas certain que cela soit suffisant pour les Assembl\u00e9es pour exercer une quelconque influence sur la conduite d\u2019un tel plan.<\/p>\n

Une souverainet\u00e9 chim\u00e9rique ou r\u00e9aliste ?<\/strong><\/p>\n

La souverainet\u00e9 num\u00e9rique est devenue un sujet politique marquant en 2021. Elle touche plein de sujets comme pour le cloud, la cybers\u00e9curit\u00e9 et les semiconducteurs. Le cloud est un sujet ambigu, surtout au vu des annonce de Bleu en mai 2021, une offre de cloud \u201cde confiance\u201d concoct\u00e9e par Orange et Capgemini int\u00e9grant des logiciels de Microsoft, puis d\u2019une offre voisine annonc\u00e9e en octobre 2021 par Thales et exploitant les logiciels de Google. Le \u201ccloud souverain\u201d a laiss\u00e9 la place au \u201ccloud de confiance\u201d, permettant aux logiciels am\u00e9ricains d\u2019\u00eatre exploit\u00e9s, les donn\u00e9es \u00e9tant h\u00e9berg\u00e9es en France. OVHcloud propose aussi un cloud de confiance labellis\u00e9 SecNumCloud par l\u2019ANSSI. Le tout s\u2019appuie sur les machines virtuelles de VMware. Et oui, dans la plupart des grandes cat\u00e9gories de logiciels d\u2019infrastructure, les offres leader sont souvent am\u00e9ricaines.<\/p>\n

Comme les technologies quantiques sont encore balbutiantes, l\u2019Europe et la France esp\u00e8rent se mettre en ordre de bataille pour \u00e9viter la situation de d\u00e9pendance dans laquelle elles se trouvent dans le num\u00e9rique classique aussi bien c\u00f4t\u00e9 processeurs et serveurs (Intel, AMD, Nvidia, HPE, Dell-EMC) que logiciels d\u2019infrastructure cl\u00e9s (Microsoft, Google, Oracle, IBM, Huawei, \u2026). La souverainet\u00e9 ne veut pas dire autarcie. Elle est \u00e0 g\u00e9om\u00e9trie variable : il s\u2019agit de produire les technologies cl\u00e9s lorsque c\u2019est possible, avec les avantages industriels et \u00e9conomiques que cela procure si les \u00e9conomies d\u2019\u00e9chelle et les exportations le permettent, d\u2019y avoir acc\u00e8s lorsque cela ne l\u2019est pas et que les technologies acquises puissent \u00eatre d\u00e9ploy\u00e9es en garantissant la s\u00e9curit\u00e9 des usagers.<\/p>\n

Dans le quantique, la France peut tabler sur plusieurs cartes qui se mettent en place progressivement suffisamment en amont du cycle de l\u2019innovation pour avoir un impact potentiel.<\/p>\n

Cela commence avec les startups <\/strong>Pasqal, Quandela, C12 et Alice&Bob ainsi qu\u2019avec la fili\u00e8re des qubits silicium de Grenoble (CEA et CNRS) en esp\u00e9rant qu\u2019elles soient bien financ\u00e9es pour se d\u00e9velopper \u00e0 l\u2019\u00e9chelle internationale et qu\u2019elles puissent cr\u00e9er et pr\u00e9server une avance technologique face \u00e0 l\u2019abondante concurrence. En tout cas, chacune de ces startups ou projet a largement de quoi se diff\u00e9rencier avec des approches technologiques comme les \u201cqubits de chats\u201d pour Alice&Bob, les qubits photons pour Quandela et l’une des rares fili\u00e8res int\u00e9gr\u00e9es dans le monde sur les qubits silicium ou les nanotubes de carbone de C12. Elles s\u2019appuient toutes sur des \u00e9quipes de recherche \u00e9m\u00e9rites issues du CNRS, du CEA et d\u2019Inria. Au-del\u00e0 des enjeux scientifiques et technologiques de ces projets, elles auront besoin de financements importants et de talents. Et il faudra faire en sorte de pouvoir faire appel aux financements l\u00e0 o\u00f9 ils sont tout en \u00e9vitant une prise de contr\u00f4le par des int\u00e9r\u00eats \u00e9trangers. Ces financements doivent \u00eatre aussi conditionn\u00e9s par des avanc\u00e9es scientifiques et technologiques concr\u00e8tes.<\/p>\n

La France pesait environ 3% du PIB mondial en 2021 (source<\/a>). Le gouvernement et la French Tech \u00e9taient bien contents de battre des records de financement de startups en 2021 en atteignant 11,6 milliards d\u2019Euros, +115% d\u2019augmentation par rapport \u00e0 2020. Surtout gr\u00e2ce aux licornes qui sont maintenant 25. Mais cela ne repr\u00e9sentait que 2,1% du financement mondial des startups, \u00e9valu\u00e9 \u00e0 $621B, lui-m\u00eame en croissance de +111% (source<\/a>). Comme quoi il faut toujours observer les ratios relatifs plut\u00f4t que les valeurs absolues ! C\u2019est d\u2019ailleurs presque exactement ce que p\u00e8se le financement des startups du quantique en France par rapport au monde entier (\u201clife to date\u201d), qui est \u00e0 2%. L\u2019enjeu \u00e9conomique dans un secteur comme le quantique est d\u2019obtenir une part de march\u00e9 mondiale sup\u00e9rieure \u00e0 ces ratios allant de 2% \u00e0 3%. Pourquoi pas dans le financement des startups, puis ensuite, dans le chiffre d\u2019affaire des soci\u00e9t\u00e9s du secteur, des startups aux grandes entreprises. On n\u2019obtiendra probablement pas celle des USA, mais on peut esp\u00e9rer obtenir un peu plus que 3%, surtout par le biais de consolidations \u00e0 l\u2019\u00e9chelle europ\u00e9enne. Cela devrait \u00eatre un indicateur de r\u00e9ussite de n\u2019importe quel plan strat\u00e9gique industriel, souverain ou pas.<\/p>\n

L\u2019approche fran\u00e7aise est en tout cas plus souveraine que celle de l\u2019Allemagne qui accueille \u00e0 bras ouverts IBM et D-Wave dans ses laboratoires de recherche. IBM op\u00e8re dans ses locaux pr\u00e8s de Stuttgart une machine de 27 qubits qui en pratique ne sert \u00e0 rien et est \u00e9mulable avec un serveur classique. L\u2019acc\u00e8s \u00e0 la machine est sous-trait\u00e9 au Fraunhofer Institute. C\u2019est un petit peu comme si Inria avait cr\u00e9\u00e9 une solution de cloud pour fournir aux chercheurs fran\u00e7ais un acc\u00e8s \u00e0 un processeur quantique de Google ou IBM. Vous imaginez le toll\u00e9 ! Pour sa part, le J\u00fclich Supercomputer Center \u00e0 Munich vient d’inaugurer un D-Wave Advantage de 5000 qubits \u00e0 recuit quantique, ce nombre n’\u00e9tant pas comparable au nombre de qubits des ordinateurs quantiques programmables par portes quantiques comme ceux d’IBM.<\/p>\n

Cela se poursuit avec des partenariats unilat\u00e9raux ou multilat\u00e9raux<\/strong>, comme celui avec les Pays-Bas sign\u00e9<\/a> par C\u00e9dric O \u00e0 Paris le 1ier septembre 2021 et un autre, plus g\u00e9n\u00e9rique sur recherche, int\u00e9grant le quantique, sign\u00e9<\/a> avec les USA en d\u00e9cembre 2021 par Fr\u00e9d\u00e9rique Vidal. Le partenariat avec les Pays-Bas couvre la recherche et l\u2019entrepreneuriat. Une concr\u00e9tisation tr\u00e8s en est la fusion “pacifique” entre Pasqal et l\u2019\u00e9diteur de logiciels quantiques n\u00e9erlandais Qu&Co annonc\u00e9e le 11 janvier 2022, qui contribuera notamment \u00e0 \u00e9largir la pr\u00e9sence g\u00e9ographique de Pasqal, surtout en Europe. La consolidation des acteurs est un point de passage oblig\u00e9 si l\u2019on veut cr\u00e9er des acteurs de taille critique en Europe et ils devront s\u2019attaquer au march\u00e9 US quoi qu\u2019il arrive. C’est tr\u00e8s bien compris aux sommets de l’\u00e9tat.<\/p>\n

Le plan quantique encourage le d\u00e9veloppement des technologies habilitantes comme en photonique <\/strong>(Azur Laser Systems, \u2026), dans le c\u00e2blage <\/strong>(Radiall, Atem) et dans la fili\u00e8re de la cryo-\u00e9lectronique <\/strong>de contr\u00f4le des qubits comprenant des travaux de recherche au CEA-LIST et quelques projets entrepreneuriaux en cours de gestation. Cela a donn\u00e9 lieu \u00e0 des appels \u00e0 projets. Ce volet du plan est int\u00e9ressant car il lui apporte une sorte de \u201ctol\u00e9rance de pannes\u201d. Faire progresser ces technologies relativement classiques a un int\u00e9r\u00eat \u00e9conomique m\u00eame dans le cas hypoth\u00e9tique o\u00f9 la mise au point d\u2019ordinateurs quantiques se heurterait \u00e0 des obstacles insurmontables.<\/p>\n

Le plan quantique accompagnera la fili\u00e8re des capteurs quantiques <\/strong>avec des acteurs tels que Thales<\/strong>, ixBlue <\/strong>(qui a dig\u00e9r\u00e9 Muquans en 2021), et quelques autres startups (Chipiron, Wainvam, \u2026), le tout \u00e9tant support\u00e9 par un int\u00e9r\u00eat significatif de la DGA<\/strong> au Minist\u00e8re des Arm\u00e9es. Cette partie du plan, assez m\u00e9connue, est assez critique. En effet, c\u2019est l\u00e0 o\u00f9 le risque scientifique est le plus faible. Autant l\u2019av\u00e8nement d\u2019ordinateurs quantiques pratiquement utile reste une conjecture, autant les capteurs quantiques fonctionnent d\u00e9j\u00e0 et dans des march\u00e9s divers qui restent \u00e0 explorer.<\/p>\n

La souverainet\u00e9 passe aussi par la ma\u00eetrise de la production et de l\u2019approvisionnement en mati\u00e8res premi\u00e8res critiques<\/strong>. Ainsi, Orano <\/strong>annon\u00e7ait en mars<\/a> et octobre<\/a> 2021 se lancer dans la production d\u2019isotopes rares comme le silicium 28, indispensable pour les qubits silicium de la fili\u00e8re de Grenoble, via une nouvelle unit\u00e9 de production situ\u00e9e au Tricastin dans la Dr\u00f4me. Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, il fallait s\u2019approvisionner en Russie. De son c\u00f4t\u00e9, Air Liquide annon\u00e7ait<\/a><\/strong> en d\u00e9cembre 2021 un contrat d\u2019approvisionnement en h\u00e9lium 3 au Canada avec Laurentis Energy Partners et sur 10 ans. L\u2019h\u00e9lium 3 est un gaz indispensable pour les cryostats \u00e0 dilution utilis\u00e9s dans les processeurs quantiques \u00e0 base de qubits supraconducteurs et silicium.<\/p>\n

L\u00e0 o\u00f9 le b\u00e2t blesse, c\u2019est dans le logiciel o\u00f9 la fili\u00e8re fran\u00e7aise est encore limit\u00e9e. Nous avons tout juste une demi-douzaine de startups dans le domaine. On peut cependant noter un doublement des effectifs dans le domaine chez Inria<\/strong>, dont la fili\u00e8re quantique est coordonn\u00e9e par Harold Ollivier (quelques dizaines de chercheurs en tout, docs et post-docs compris). Les \u00e9quipes logicielles quantiques du CEA-LIST<\/strong> sont aussi en train de grandir. En attendant, IBM s\u2019impose plut\u00f4t bien \u00e0 l\u2019\u00e9chelle mondiale avec sa plateforme Qiskit. Or la bataille technologique du quantique sera comme toutes les autres batailles du num\u00e9rique, une affaire de plateformes logicielles. C\u2019est un \u00e9norme point de vigilance. L\u2019un des points forts du plan quantique c\u00f4t\u00e9 logiciels est la part belle donn\u00e9e \u00e0 la cryptographie post-quantique (PQC), qui peut s’appuyer sur une fili\u00e8re de tr\u00e8s bon niveau comme en t\u00e9moignent les nombreuses contributions fran\u00e7aises aux projets retenus par le NIST aux USA.<\/p>\n

En rebouclant avant le d\u00e9but de cette partie, la notion de cloud quantique souverain, ou tout du moins \u201clocal\u201d aurait tout son sens. Elle prend forme avec la plateforme de calcul hybride qui sera surtout destin\u00e9e aux chercheurs et dans un cadre d\u2019appels \u00e0 projet r\u00e9guliers pour acc\u00e9der aux ressources du couple supercalculateur et processeur quantique. Il manque juste une offre commerciale provenant d\u2019un ou de plusieurs acteurs du cloud europ\u00e9ens ou fran\u00e7ais. En la mati\u00e8re, plusieurs acteurs du cloud fran\u00e7ais pourraient jouer un r\u00f4le, OVHcloud<\/strong> en premier. Ce serait l\u2019occasion de mettre \u00e0 disposition d\u2019un large public de d\u00e9veloppeurs les \u00e9mulateurs d\u2019Atos, les simulateurs quantiques de Pasqal et les autres processeurs quantiques locaux tels que ceux de Quandela. Le cloud s\u2019op\u00e8re diff\u00e9remment d\u2019une plateforme hybride int\u00e9grant un supercalculateur. Cela doit \u00eatre \u201c\u00e0 la demande\u201d sans passer par des appels \u00e0 projets. C\u2019est notamment le besoin de base pour des \u00e9tudiants de l\u2019enseignement sup\u00e9rieur, puis des d\u00e9veloppeurs chez les \u00e9diteurs de logiciels, les prestataires de services comme Accenture et Capgemini qui ont tous les deux d\u00e9cid\u00e9 de se lancer dans le calcul quantique et les entreprises. Pour ce faire, il ne faut pas attendre l\u2019arriv\u00e9e dans plus de 10 ans du calculateur quantique scalable quand les places seront d\u00e9j\u00e0 prises. Il faut se lancer d\u00e8s maintenant !<\/p>\n

Les p\u00f4les quantiques r\u00e9gionaux se structurent<\/strong><\/p>\n

Pendant que le plan quantique se mettait en route \u00e0 l\u2019\u00e9chelle nationale, de nombreuses r\u00e9gions \u00e9taient actives pour structurer leurs \u00e9cosyst\u00e8mes quantiques respectifs, simplifiant au passage le travail de l\u2019\u00c9tat. Le Rapport Forteza publi\u00e9 en janvier 2020 avait recommand\u00e9 de structurer et financer les \u00e9cosyst\u00e8mes r\u00e9gionaux, \u00e0 commencer par ceux de Paris, Saclay et Grenoble. La proposition n’avait rien d’original puisque nombre de pays ont adopt\u00e9 le mod\u00e8le des hubs (USA, UK, Allemagne, …). Cela n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 directement suivi d\u2019effets dans le plan quantique. Le centralisme jacobin est pass\u00e9 par l\u00e0. C\u2019est aussi li\u00e9 \u00e0 la tr\u00e8s compliqu\u00e9e relation entre ces derniers et les Universit\u00e9s qui sont un peu les parents pauvres du plan quantique. L\u2019\u00c9tat semblait aussi refroidi par les lancements des 3IA du plan sur l\u2019intelligence artificielle, les instituts interdisciplinaires sur l\u2019IA qui ont situ\u00e9s \u00e0 Paris (PRAIRIE), Toulouse (ANITI), Grenoble (MIAI) et Nice (3IA C\u00f4t\u00e9 d\u2019Azur) et souhaitait \u00e9viter la prolif\u00e9ration de structures nouvelles de recherche. Malgr\u00e9 \u00e7a, les hubs quantiques r\u00e9gionaux ont pris forme et\/ou se sont d\u00e9velopp\u00e9s en se d\u00e9brouillant, notamment avec l\u2019aide financi\u00e8re des r\u00e9gions et avec les sources de financement disparates du plan quantique national.<\/p>\n

Cela a commenc\u00e9 par le lancement<\/a> de NaQuiDis<\/strong> (site<\/a>) d\u00e9but mars 2021 \u00e0 Bordeaux. Le hub quantique de la r\u00e9gion Nouvelle Aquitaine consolide les projets de recherche en technologies quantiques, en particulier dans les capteurs quantiques, la communication et les technologies habilitantes, en particulier en photonique. Il associe l\u2019Institut d\u2019Optique Graduate School (avec Philippe Bouyer), l\u2019Universit\u00e9 de Bordeaux, l\u2019Universit\u00e9 de Limoges (laboratoire XLIM), le CNRS, ainsi que le p\u00f4le de comp\u00e9titivit\u00e9 ALPHA \u2013 Route des Lasers & des Hyperfr\u00e9quences et la R\u00e9gion Nouvelle-Aquitaine. Du c\u00f4t\u00e9 des entreprises, nous avons Muquans, maintenant int\u00e9gr\u00e9 dans ixBlue ainsi que Azur Light Systems, GLOphotonics et Spark Lasers. NaQuiDis est dot\u00e9 d\u2019un financement de 10M\u20ac sur quatre ans et est dirig\u00e9 par Audrey Durand.<\/p>\n

En Occitanie \u00e9tait cr\u00e9\u00e9 d\u00e9but 2021 l\u2019Institut Quantique Occitan <\/strong>(site<\/a>) associant les universit\u00e9s Toulouse III – Paul Sabatier et de Montpellier, l\u2019INSA, le CNRS et la R\u00e9gion Occitanie. Cela comprend notamment le LIRMM et le laboratoire Charles Coulomb.\u00a0 L\u2019ensemble regroupe environ 200 chercheurs et est financ\u00e9 \u00e0 hauteur de 10M\u20ac. C\u00f4t\u00e9 secteur priv\u00e9, il associe IBM (et sur Q Hub Center de Montpellier lanc\u00e9 en 2018), Atos, Timelink Microsystems, Airbus, Thales Alenia Space, le CNES et le Cerfacs (centre europ\u00e9en de recherche et de formation avanc\u00e9e en calcul scientifique). Parmi les chercheurs de la r\u00e9gion Occitanie, citons Aida Todri-Sanial du LIRMM qui travaille sur les outils de simulation num\u00e9rique de dispositifs \u00e9lectroniques (CMOS) dans son groupe de recherche QuantUM de l\u2019Universit\u00e9 de Montpellier, Ana\u00efs Dr\u00e9au, chercheuse au laboratoire Charles Coulomb qui depuis fin 2021 pr\u00e9side aussi le GDR IQFA du CNRS (groupement de chercheurs en physique et technologies quantiques), Mikhail Dyakonov du m\u00eame laboratoire, qui est connu pour son scepticisme concernant le calcul quantique, et le physicien David Gu\u00e9ry-Odelin de l\u2019Universit\u00e9 Paul Sabatier \u2013 Toulouse 3.<\/p>\n

\u00c0 Strasbourg, la recherche quantique s\u2019est structur\u00e9e dans le cadre d\u2019aQCess <\/strong>(\u00abAtomic quantum computing as a service – aQCess<\/a>\u00bb), une plateforme publique en physique quantique pilot\u00e9e par Guido Pupillo et Shannon Whitlock, chercheurs \u00e0 l\u2019Institut de science et d’ing\u00e9nierie supramol\u00e9culaires de l\u2019Universit\u00e9 de Strasbourg qui sont sp\u00e9cialis\u00e9s dans les atomes froids. Ce projet financ\u00e9 via un programme EquipEx+, financ\u00e9 dans le cadre du plan quantique, vise \u00e0 cr\u00e9er un ordinateur quantique \u201cgate-based\u201d \u00e0 base d\u2019atomes froids. Il sera h\u00e9berg\u00e9 dans le Centre Europ\u00e9en des Sciences Quantiques \u00e0 Strasbourg qui consolidera les laboratoires de recherche quantique de la vill. L\u2019initiative associe cinq instituts de recherche de Strasbourg (Isis, IC, IPCMS, Icube, Irma), un institut \u00e0 Nancy (LPCT), un institut partenaire \u00e0 Montpellier (ICGM) et des partenaires internationaux : l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) en Allemagne, l’Universit\u00e9 de Vienne en Autriche, BASF, ainsi que l’Institut quantique de l’Universit\u00e9 de Sherbrooke au Canada et le J\u00fclich Supercomputing Center en Allemagne. Le projet couvre aussi bien les aspects physiques et hardware que logiciels, jusqu\u2019aux cas d\u2019usages.<\/p>\n

A Grenoble, la F\u00e9d\u00e9ration<\/a> QuantAlps <\/strong>a pris forme d\u00e9but 2022. Elle prend la suite de QuEnG (Quantum Engineering Grenoble) et est codirig\u00e9e par Alexia Auff\u00e8ves et Anna Minguzzi. Elle regroupe tout l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me quantique grenoblois avec le CNRS (Institut N\u00e9el, LPMMC), le CEA (Leti, LIST, IRIG), l\u2019UGA (Universit\u00e9 Grenoble Alpes), Inria et les industriels (Air Liquide, Radiall, Atos, \u2026). Cela va bien au-del\u00e0 de la fili\u00e8re des qubits silicium qui est une sp\u00e9cialit\u00e9 locale bien marqu\u00e9e. Quelques startups dans les technologies quantiques grenobloises devraient voir le jour en 2022, \u00e0 commencer par SilentWave, dans la cryo \u00e9lectronique de lecture des qubits, issue de l’Institut N\u00e9el. C’est \u00e0 partir de ce m\u00eame institut qu’Alexia Auff\u00e8ves a lanc\u00e9 en novembre 2021 l’id\u00e9e d’une initiative internationale sur l’\u00e9nerg\u00e9tique du calcul quantique (d\u00e9tails ici<\/a>).<\/p>\n

En \u00cele de France, les choses sont d\u00e9j\u00e0 assez bien structur\u00e9es, notamment avec PCQC <\/strong>(codirig\u00e9 par Eleni Diamanti et Iordanis Kerenidis) qui f\u00e9d\u00e8re l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me quantique parisien ainsi que Quantum Saclay<\/strong>, lanc\u00e9 en novembre 2019 par Pascale Senellart, et qui est \u00e0 l\u2019origine de plusieurs initiatives cot\u00e9 formation avec les masters ARTeQ<\/a> (physique et informatique quantique), M2 QLMN<\/a> (physique quantique), M2 QDCS<\/a> (informatique quantique) et Erasmus Mundus QUARMEN<\/strong> (QUAntum Research Master-level Education Network), le tout \u00e9tant compl\u00e9t\u00e9\u00a0 par des partenariats industriels pour lancer ces formations. Au niveau de l\u2019ensemble de la r\u00e9gion, il faut aussi compter avec SIRTEQ<\/strong>, un programme de recherche francilien financ\u00e9 par la r\u00e9gion et qui est en cours de renouvellement. La R\u00e9gion finance aussi son programme Pack quantique <\/strong>(PAQ) qui, sur trois ans depuis 2020 et dot\u00e9 de 1,5M\u20ac, finance des projets d\u2019exp\u00e9rimentation de technologies quantiques associant startups et entreprises utilisatrices.<\/p>\n

\u00c0 part la r\u00e9gion AURA, toutes les r\u00e9gions cit\u00e9es ici ont mis au pot pour financer leur \u00e9cosyst\u00e8me local. Elles jouent bien leur r\u00f4le pour dynamiser des bassins d’emplois tr\u00e8s qualifi\u00e9s.<\/p>\n

Une communication \u00e0 am\u00e9liorer<\/strong><\/p>\n

En p\u00e9riph\u00e9rie du plan, signalons deux nouvelles sources d\u2019information sur l\u2019actualit\u00e9, en plus de ce blog et des podcasts<\/a> Quantum et Decode Quantum que Fanny Bouton et moi-m\u00eame publions r\u00e9guli\u00e8rement :<\/p>\n