A quoi sert
la physique quantique
aujourd’hui ?
1.
Technologies actuelles fondées sur la mécanique quantique
La physique quantique est déjà utilisée dans de nombreuses technologies :
Domaine
Exemple
Règle de la physique quantique Electronique
Transistors, semi-conducteurs
Fonctionnement des puces (effet tunnel, bandes d'énergie)
Imagerie médicale
IRM
Utilise la raisonnante magnétique nucléaire (spin des particules)
Lasers , chirurgie
Emission simultanée d'Electrons
GPS / métrologie
Horloges atomiques
Mesure ultra-précise du temps basée sur des transitions quantiques
Cryptographie
Algorithmes quantiques (ex. Shor)
Menace potentielle sur les systèmes
2.
Vers les technologies quantiques de 2ᵉ génération
A.
Calcul quantique
Exploite les qubits, unités de calcul basées sur la superposition et l’intrication.
Capable de résoudre certains problèmes exponentiellement plus vite que les ordinateurs classiques (ex. factorisation, simulation de molécules).
B.
Cryptographie quantique
Permet une communication ultra-sécurisée via l’intrication (protocole BB84, QKD).
L’interception modifie l’état du système → alerte immédiate.
C.
Capteurs quantiques / métrologie
Accélérateurs dans les domaines militaires, géophysiques, biomédicaux.
Ex. : capteurs gravimétriques, navigation sans GPS, détection de sous-marins.
D.
Simulation de matériaux / molécules
Résolution de problèmes de chimie quantique (ex. conception de nouveaux médicaments, batteries, supraconducteurs).
État de la
recherche et des superordinateurs quantiques
(2024–2025)
🇺🇸
États-Unis
Leaders mondiaux, notamment avec Google, IBM, Microsoft, Intel, Amazon.
IBM Quantum System One disponible via cloud (127 à 433 qubits actuellement).
En 2019, Google a affirmé atteindre la “suprématie quantique” (controversée).
Partenariat fort avec la NSA, le DoE, et des universités comme MIT, Caltech.
🇫🇷
France
Moins avancée en matériel brut, mais très forte en théorie, algorithmes, et cryptographie.
Projet “Plan Quantique” (2021–2030) : 1,8 milliard d’euros.
Acteurs clés : CEA, CNRS, Atos, Pasqal (calcul analogique avec atomes neutres), Quandela (photonique), Alice&Bob (qubit topologique).
Objectif : construire un ordinateur quantique 100-qubits utile d’ici 2026–2027.
🇮🇱
Israël
Montée en puissance discrète mais stratégique.
Forte implication du Technion, de l’université hébraïque de Jérusalem et du Weizmann Institute.
Collaboration intense avec les États-Unis et start-ups (ex. Quantum Machines).
En 2022, lancement d’un plan national israélien pour l’informatique quantique (≈360 millions de shekels).
Accent mis sur la sécurité quantique, la cryptographie post-quantique et l’avantage militaire.
Ordinateurs quantiques actuels (comparatif technique 2025)
Type de qubit
Puissance estimée
🇺🇸 USA
IBM, Google, Microsoft
Supraconducteurs, ions piégés
100–1000 qubits (non corrigés)
🇫🇷
France
Pasqal, Quandela, Alice&Bob
Atomes neutres, photons, topologie
100–300 qubits visés (avec correction)
🇮🇱 Israël
Quantum Machines, universités
Divers (supraconducteurs, photonique)
Prototypes en phase préindustrielle
Limites actuelles
Bruit / décohérence : les qubits sont instables → correction d’erreurs encore lourde.
Scalabilité : difficile de passer de 100 à 1 000 ou 10 000 qubits utiles.
Algorithmes utiles : peu d’algorithmes réellement avantageux pour l’instant (hors niche).
En résumé
La physique quantique est la base de technologies critiques actuelles, et un champ d’innovation stratégique majeur.
🇺🇸 Les États-Unis dominent le matériel.
🇫🇷 La France est très active dans l’écosystème européen.
🇮🇱 Israël mise sur l'innovation, la sécurité et les applications militaires.
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