La course aux armements en informatique quantique : voici ce qu’il faudra pour gagner

Plus tôt, l’Europe a lancé un projet de recherche en informatique quantique d’un milliard de dollars, Quantum Flagship, en 2016, et ses États membres ont commencé à construire une infrastructure de communication quantique qui sera opérationnelle d’ici 2027. Dans le même esprit, Chinas 14^e Le plan quinquennal (2021-2025) donne la priorité au développement de l’informatique et des communications quantiques d’ici 2030. Au total, entre 2019 et 2021, la Chine a investi jusqu’à 11 milliards de dollars, l’Europe avait dépensé 5 milliards de dollars, les États-Unis 3 milliards de dollars et le Royaume-Uni environ 1,8 milliard de dollars. milliards entre pour devenir les superpuissances quantiques de demain.

Alors que le développement scientifique des technologies quantiques prend de l’ampleur, la création d’ordinateurs quantiques est devenue une priorité pour les nations qui souhaitent acquérir le prochain avantage concurrentiel à l’ère numérique. Ils recherchent cet avantage pour deux raisons très différentes. D’une part, les technologies quantiques transformeront probablement presque toutes les industries, de l’automobile et de l’aérospatiale à la finance et aux produits pharmaceutiques. Ces systèmes pourraient créer une nouvelle valeur comprise entre 450 et 850 milliards de dollars au cours des 15 à 30 prochaines années, selon les récentes estimations du BCG.

D’autre part, les systèmes d’informatique quantique constitueront une menace importante pour la cybersécurité dans le monde entier, comme nous l’avons expliqué dans une colonne précédente. Les pirates pourront les utiliser pour déchiffrer les clés publiques générées par le cryptosystème RSA et pour percer la sécurité. de tout appareil, système ou réseau crypté de manière conventionnelle. Il constituera une puissante cybermenace, communément appelée Y2Q (Years to Quantum), pour les particuliers et les institutions ainsi que pour les entreprises et les gouvernements des pays. Ces derniers n’ont d’autre choix que de relever le défi sans précédent en développant des contre-mesures telles que la cryptographie post-quantique, qui nécessitera elle-même l’utilisation de systèmes quantiques.

Les pays ont appris à leurs dépens depuis la révolution industrielle que les technologies à usage général, telles que l’informatique quantique, sont essentielles à la compétitivité. Considérons, par exemple, la fabrication de semi-conducteurs, que les États-Unis, la Chine, la Corée du Sud et Taïwan ont dominée ces derniers temps. Lorsque la pandémie de COVID-19 et d’autres facteurs ont entraîné une chute soudaine de la production au cours des deux dernières années, cela a entraîné des arrêts de production et des augmentations de prix dans plus de 150 industries, notamment les automobiles, les ordinateurs et le matériel de télécommunications. De nombreux pays, parmi les membres de l’Union européenne, le Brésil, l’Inde, la Turquie et même les États-Unis, ont été durement touchés et tentent maintenant de reconstruire leurs chaînes d’approvisionnement en semi-conducteurs. De même, la Chine fabrique la plupart des batteries électriques au monde, les États-Unis ne contribuant qu’à environ 7 % de la production mondiale. C’est pourquoi les États-Unis ont récemment annoncé des incitations financières pour inciter les entreprises à créer plus de capacité de fabrication de batteries électriques chez eux.

Bien pire pourrait être en magasin si les pays et les entreprises ne se concentrent pas sur l’augmentation immédiate de leur souveraineté quantique. Étant donné que le développement et le déploiement de tels systèmes nécessitent les efforts des secteurs public et privé, il est important que les gouvernements comparent leurs efforts sur les deux fronts avec ceux d’autres pays.

Les États-Unis devraient être le leader mondialdans l’informatique quantique, s’appuyant sur ses géants de la technologie, comme IBM et Google, pour inventer des systèmes quantiques ainsi que sur de nombreuses start-up qui développent des applications logicielles. Ces derniers attirent près de 50 % des investissements en informatique quantique des fonds de capital-risque et de capital-investissement, selon les estimations du BCG. Bien que le gouvernement américain n’ait alloué que 1,1 milliard de dollars, il a créé des mécanismes qui coordonnent efficacement les efforts de toutes ses agences telles que le NIST, la DARPA, la NASA et le NQI.

Respirer le cou des États-Unis : la Chine, dont le gouvernement a dépensé plus pour développer des systèmes quantiques que tout autre. . Ces investissements ont stimulé la recherche universitaire, la Chine produisant plus de 10 % de la recherche mondiale en 2021, selon nos estimations, juste derrière les États-Unis. Les effets d’entraînement sont évidents : moins d’un an après que la machine quantique de Google ait résolu en quelques minutes un calcul qui aurait Les supercalculateurs ont mis des milliers d’années à se démêler, l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) avait résolu un problème trois fois plus difficile. En septembre 2021, la Chine n’avait pas engendré autant de startups que les États-Unis, mais elle s’appuyait sur ses géants du numérique tels qu’Alibaba, Baidu et Tencent pour développer des applications quantiques.

Derrière les États-Unis et la Chine, l’Union européenneles efforts en informatique quantique sont menés par ses États membres ainsi que par l’union. Le programme EUsQuantum Flagship coordonne des projets de recherche à travers le continent, mais ces efforts ne sont pas encore entièrement alignés. Plusieurs efforts importants, tels que ceux de la France et de l’Allemagne, courent le risque de duplication ou n’exploitent pas les synergies de manière adéquate. Alors que l’UE a donné naissance à plusieurs startups qui travaillent à différents niveaux de la pile technologique, telles que FinlandsIQM et FrancesPasqal, beaucoup semblent peu susceptibles de se développer en raison du manque de financement à un stade avancé. En fait, les startups de l’UE n’ont attiré qu’environ un septième autant de financement que leurs homologues américains, selon les estimations du BCG.

Enfin, le Royaume-Uni a été l’un des premierspays du monde pour lancer un programme d’informatique quantique financé par le gouvernement. Elle compte sur ses politiques éducatives et ses universités ; des bourses pour les diplômes de troisième cycle ; et des centres de formation doctorale pour progresser. Comme l’UE, le Royaume-Uni a également donné naissance à des start-ups prometteuses telles qu’Orca, qui a annoncé l’an dernier le plus petit ordinateur quantique du monde. Cependant, les start-ups britanniques pourraient ne pas être en mesure de trouver suffisamment de capitaux pour évoluer, et nombre d’entre elles seront probablement acquises par les géants numériques américains.

D’autres pays, comme l’Australie, le Canada, Israël, le Japon et la Russie sont également dans la course à l’informatique quantique et pourraient se tailler un rôle. Par exemple, le Canada abrite plusieurs startups prometteuses, telles que D-Wave, un chef de file dans le recuit d’ordinateurs ; tandis que les Japonais utilisent des fonds publics pour développer un ordinateur quantique local d’ici mars 2023. (Pour une analyse des positions et des défis comparatifs auxquels les pays sont confrontés en matière d’informatique quantique, veuillez consulter le récent rapport du BCG.)

Les quatre clés de la souveraineté quantique

Pendant ce temps, le centre de l’industrie de l’informatique quantique se déplace vers les défis du développement d’applications et de l’adoption de la technologie. Ce changement offre aux pays, en particulier aux nations suiveuses, l’occasion de rattraper les leaders avant qu’il ne soit trop tard. Les gouvernements doivent utiliser quatre leviers de concert pour accélérer leur souveraineté quantique :

* Poser les fondations.Les gouvernements doivent investir plus qu’ils ne le font actuellement s’ils souhaitent développer des systèmes quantiques au fil du temps, même s’ils concluent des partenariats pour ramener la technologie à court terme. Une fois qu’ils ont sécurisé le matériel, les États doivent créer une infrastructure partagée pour faire évoluer l’industrie. Les Pays-Bas, par exemple, ont mis en place Quantum Inspire, une plate-forme qui fournit aux utilisateurs le matériel nécessaire pour effectuer des calculs quantiques.

* Coordonner les intervenants.Les gouvernements devraient utiliser le financement et l’influence pour coordonner le travail des acteurs publics et privés, comme le font les États-Unis. Quantum Coordination Office, par exemple, le fait. En outre, les décideurs politiques doivent connecter les parties prenantes pour soutenir le développement des technologies. C’est ainsi que le département américain de l’Énergie, par exemple, s’est associé à l’Université de Chicago ; ensemble, ils ont mis en place un accélérateur pour connecter les startups avec des investisseurs et des experts scientifiques.

* Faciliter la transition. Les gouvernements doivent soutenir la transition des entreprises vers l’économie quantique. Ils devraient offrir des incitations monétaires telles que des crédits d’impôt, une aide à l’infrastructure, un financement sans intérêt ou à faible taux d’intérêt et des terrains gratuits pour que les titulaires passent rapidement aux technologies quantiques. Le Royaume-Uni, par exemple, a récemment étendu son programme d’allégement fiscal pour la R&D afin de couvrir les investissements dans les technologies quantiques.

* Développer les talents commerciaux.Au lieu de former uniquement des universitaires et des scientifiques, les politiques gouvernementales devront catalyser la création d’une nouvelle race de talents entrepreneuriaux et exécutifs capables de remplir des rôles clés dans les entreprises quantiques. Pour accélérer le processus, la Suisse, par exemple, a aidé à créer un programme de master plutôt que de proposer uniquement des programmes de doctorat sur le sujet.

Toutes les technologies à usage général n’affectent pas la sécurité et la souveraineté d’un pays comme le fait l’informatique quantique, mais elles sont toutes essentielles à la compétitivité. Alors que de nombreux pays parlent de développer des capacités quantiques, leurs efforts ne se sont pas traduits par des avancées majeures, comme aux États-Unis et en Chine. Il est temps que chaque gouvernement se souvienne que s’il perd la course à l’informatique quantique, son indépendance technologique s’érodera et, contrairement au chat de Schrdinger, il ne fait aucun doute que sa compétitivité mondiale s’atrophiera.

Lire autreFortunecolonnes de François Candelon.

François Candelonisdirecteur général et associé principal du BCG et directeur mondial du BCG Henderson Institute.

Maxime Courtaux est chef de projet au BCG et ambassadeur au BCG Henderson Institute.

Gabriel Naha est scientifique senior en données au BCG Gamma et ambassadeur au BCG Henderson Institute.

Jean-François Bobier est associé & administrateur au BCG.

Certaines entreprises présentées dans cette colonne sont des clients passés ou actuels du BCG.