Au cours des deux dernières décennies, l’informatique quantique a fait bien des progrès et les ordinateurs quantiques sont régulièrement dans l’actualité. On a de plus en plus de raisons de penser que certains calculs peuvent être réalisés au moins un peu plus rapidement qu’avec des ordinateurs classiques et surtout en consommant moins d’énergie.
Des applications sont déjà en cours, mais on ne sait toujours pas si des ordinateurs quantiques seront capables de résoudre rapidement des problèmes avec des applications concrètes qui échapperaient totalement aux superordinateurs classiques.
Parmi les applications que l’on envisage à court terme, il y a celle qui nécessiterait d’envoyer et de faire fonctionner dans l’espace des ordinateurs quantiques !
En effet, nous envoyons de plus en plus de satellites en orbite, satellites qui recueillent un nombre de plus en plus colossal de données brutes qu’il faut envoyer sur Terre pour qu’elles soient traitées par des ordinateurs classiques. Or, cette transmission a des limites au niveau des débits, de sorte qu’il devient de plus en plus problématique de disposer rapidement sur Terre des données traitées dans l’espace. Dans l’idéal, il faudrait pouvoir faire un prétraitement des données dans l’espace pour diminuer fortement le volume à transmettre, prétraitement qui doit lui-même être très rapide.
Un processeur photonique dans l’espace
Une équipe de physiciens, dirigée par Philip Walther de l’Université de Vienne, s’est donc attelée au projet de développer des ordinateurs quantiques dans l’espace et en l’occurrence des ordinateurs avec des processeurs photoniques, cousins de ceux de Quandela en France.
Quandela et ses ordinateurs photoniques, la clé de la seconde révolution quantique ? Partie I
Il y a presque trois décennies, les ordinateurs quantiques étaient encore du domaine de la science-fiction, bien que faisant déjà l’objet de travaux au moins théoriques très sérieux. Aujourd’hui, certains existent déjà et on espère que leur prochaine génération sera plus performante que les super-ordinateurs classiques pour résoudre de nombreux problèmes concernant l’optimisation et la simulation de bien des processus ou matériaux. Remarquablement, l’école de physique quantique française et certaines des startups qu’elle a inspirées sont dans le peloton de tête de la course mondiale à ce sujet. Futura a eu la chance de visiter l’une d’elles : Quandela. C’est l’occasion de faire connaissance dans un article en deux parties, dont voici la première, avec les machines qu’elle commercialise déjà : des ordinateurs quantiques photoniques…. Lire la suite
La tâche est difficile, déjà sur Terre, car on le sait, les calculs des ordinateurs quantiques sont très sensibles aux perturbations en provenance de leur environnement, comme la chaleur, les vibrations, les interférences électromagnétiques, etc. qui peuvent introduire des erreurs dans les valeurs et dans la manipulation des qubits quantiques, les cousins quantiques des bits d’informations des ordinateurs classiques.
Walther et ses collègues ont tout d’abord construit une source de paires de photons intriqués qu’il est possible d’injecter dans un réseau programmable de voies optiques, gravées sur une minuscule puce de verre. Puis, le 23 juin 2025, l’ordinateur a été inséré sur une orbite terrestre basse à une altitude d’environ 510 kilomètres à bord d’une fusée Falcon 9.
L’ordinateur quantique avant son départ dans l’espace. © Philip Walther
Le premier problème apparu était dû au fait que sur cette orbite, l’ordinateur passait régulièrement de l’exposition à la lumière solaire à la nuit froide, de sorte qu’il n’était possible de faire fonctionner le dispositif que dans cette période. Toutes les 92 minutes environ, le satellite contenant l’ordinateur passait en effet dans l’ombre de la Terre, ce qui permettait d’effectuer certaines mesures moins bruitées pendant une fenêtre d’environ 30 minutes par orbite.
Quandela et ses ordinateurs photoniques, la clé de la seconde révolution quantique ? Partie II
Il y a presque 45 ans, le génial physicien et prix Nobel Richard Feynman lançait le concept d’ordinateur quantique. Il y a 30 ans, le scepticisme quant à une révolution technologique avec ces machines était souvent de mise. Aujourd’hui, elle semble à portée de main dans le cadre plus large de ce qui a été appelé la seconde révolution quantique. Des jeunes pousses, comme Quandela en France, entendent bien gagner la course à ces nouvelles technologies prometteuses, en particulier pour découvrir des matériaux et des médicaments miracles. Quandela mise sur l’utilisation des grains de lumière, les photons, comme nous avons commencé à l’expliquer dans un précédent article dont celui-ci est la suite…. Lire la suite
Le second problème, mais là aussi prévu, était la présence des fameuses ceintures de radiation de Van Allen, constituées d’électrons et de protons plutôt énergétiques. Pour protéger l’ordinateur quantique, les chercheurs l’avaient enfermé dans une boîte avec un blindage en aluminium d’un centimètre d’épaisseur.
C’était suffisant pour stopper les électrons… mais pas les protons, si bien qu’au bout d’environ 50 jours, les détecteurs de photons de l’ordinateur quantique étaient dégradés par ces derniers. Quelques timides calculs quantiques ont tout de même été possibles.
Pour en savoir plus sur toutes ces questions, le lecteur peut consulter l’article que l’équipe de Philip Walther a déposé sur arXiv.