Les dernières avancées en ingénierie quantique et ce qu’elles signifient pour notre avenir

L’ingénierie quantique entre dans un âge d’or de découvertes. Rien que l’an dernier, des chercheurs du monde entier ont repoussé les limites de l’ultra-petit, accomplissant des exploits autrefois jugés hors de portée avant plusieurs décennies. Des ordinateurs quantiques surpassant les superordinateurs classiques, aux réseaux quantiques transmettant des données par intrication, en passant par des capteurs quantiques détectant les signaux les plus infimes, et des matériaux quantiques révélant de nouveaux états exotiques de la matière – les avancées récentes couvrent tous les domaines de ce secteur de pointe. Ci-dessous, nous explorons les principaux sous-domaines de l’ingénierie quantique, mettons en avant les percées majeures de l’année écoulée, et expliquons en termes accessibles ce que ces développements signifient pour notre avenir.

Calcul quantique : plus près de machines quantiques utiles

Le processeur quantique topologique Majorana 1, dévoilé début 2025, est une puce à 8 qubits utilisant un nouveau matériau de « supraconducteur topologique » pour des qubits plus stables. Cette approche révolutionnaire, menée par Microsoft et des physiciens de l’UC Santa Barbara, promet des qubits intrinsèquement résistants aux erreurs universityofcalifornia.edu.

Le calcul quantique exploite les propriétés étranges des bits quantiques (qubits) – qui peuvent exister en 0 et 1 simultanément – pour effectuer des calculs bien au-delà des capacités des ordinateurs ordinaires. En 2024 et 2025, le calcul quantique a franchi plusieurs grandes étapes vers la praticité :

• Dépasser les superordinateurs classiques : la dernière puce quantique de Google « Willow » a réalisé une tâche de calcul en moins de cinq minutes qui aurait pris à un superordinateur de pointe environ 10 sextillions (10^25) d’années blog.google. Cette démonstration spectaculaire de « l’avantage quantique » montre comment certains problèmes (comme la simulation de molécules complexes ou la résolution de casse-têtes d’optimisation) sont totalement hors de portée des machines classiques, mais solvables avec des processeurs quantiques.
• Percée dans la correction d’erreurs : Peut-être encore plus important, la puce Willow de Google à 70 qubits a montré qu’ajouter plus de qubits peut réduire exponentiellement les erreurs – résolvant essentiellement une quête de 30 ans dans la correction d’erreurs quantiques blog.google. « Cela résout un défi clé dans la correction d’erreurs quantiques que le domaine poursuit depuis près de 30 ans, » a écrit Hartmut Neven, directeur de Google Quantum AI blog.google. En opérant sous le seuil de correction d’erreurs, Willow a fourni la preuve la plus claire à ce jour que l’informatique quantique évolutive et tolérante aux pannes est réalisable blog.google. Les experts ont salué cela comme « le prototype le plus convaincant à ce jour d’un qubit logique évolutif… un signe fort que des ordinateurs quantiques utiles et très grands peuvent être construits » blog.google.
• Arrivée des qubits topologiques : Dans une autre avancée spectaculaire, une équipe Microsoft/UCSB a créé les premiers qubits topologiques au monde – des qubits exotiques stockés dans une nouvelle phase de la matière appelée supraconducteur topologique universityofcalifornia.edu. Ces qubits (réalisés dans une puce prototype de 8 qubits baptisée Majorana 1) exploitent les modes zéro de Majorana – d’étranges quasi-particules qui sont leur propre antiparticule – pour encoder l’information avec une protection intégrée contre le bruit universityofcalifornia.edu. « Nous avons créé un nouvel état de la matière, appelé supraconducteur topologique, » a expliqué le Dr Chetan Nayak, directeur de Microsoft Station Q, ajoutant que leurs résultats montrent « nous pouvons le faire, le faire rapidement et le faire avec précision » universityofcalifornia.edu. Les qubits topologiques sont intrinsèquement plus stables, permettant potentiellement des ordinateurs quantiques nécessitant beaucoup moins de qubits correcteurs d’erreurs. Microsoft a même annoncé une feuille de route pour faire passer cette technologie à un million de qubits sur une seule puce dans les années à venir azure.microsoft.com – un objectif audacieux qui, s’il est réalisé, serait transformateur.
• Montée en puissance et dynamique de l’industrie : Les entreprises leaders continuent de se livrer une course vers un nombre de qubits plus élevé et de meilleures performances. IBM exploite désormais certains des plus grands processeurs quantiques supraconducteurs au monde (ayant récemment dépassé 400+ qubits sur une seule puce, avec une puce de 1 121 qubits en préparation) et explore des « superordinateurs quantiques modulaires » qui pourraient atteindre 100 000 qubits dans la prochaine décennie pme.uchicago.edu. Il est important de noter que l’industrie et le monde académique collaborent pour rendre l’informatique quantique utile : par exemple, des chercheurs ont commencé à intégrer des algorithmes quantiques avec l’IA et le calcul haute performance pour s’attaquer à des problèmes de chimie et de matériaux thequantuminsider.com. Déjà, des entreprises dans la pharmacie, l’énergie, la finance et l’aérospatiale expérimentent les ordinateurs quantiques pour des tâches concrètes time.com. Comme l’ont écrit deux PDG du secteur dans le magazine Time, « l’ère quantique a déjà commencé », avec du matériel et des logiciels quantiques progressant à un rythme « effréné » au cours des 18 derniers mois time.com.

Et ensuite ? Grâce à ces avancées, l’informatique quantique perd progressivement sa réputation de rêve lointain et devient un outil pour la résolution de problèmes concrets. Des qubits corrigés d’erreurs et des qubits topologiques stables pourraient arriver d’ici quelques années, permettant à des machines de surpasser de façon fiable les superordinateurs classiques sur des tâches utiles. Les implications sont immenses : nous pourrions concevoir de nouveaux médicaments et matériaux en simulant la chimie au niveau quantique, optimiser des logistiques complexes et des modèles d’IA, et même résoudre des problèmes aujourd’hui insolubles. Bien que des défis subsistent (passer à des milliers ou millions de qubits, améliorer la qualité des qubits et réduire les coûts), les progrès récents suggèrent que des ordinateurs quantiques utiles pourraient arriver bien plus tôt que beaucoup ne l’avaient prévu. Comme le note un rapport, au lieu d’un unique « moment d’ampoule », la révolution quantique arrive à travers « des percées de performance, des problèmes résolus et une création de valeur durable » – souvent en coulisses, mais déjà en cours time.com.

Communication quantique : construire l’Internet quantique

La communication quantique utilise des états quantiques (comme des photons intriqués) pour permettre un transfert d’information ultra-sécurisé et instantané. Contrairement aux signaux classiques, l’information quantique peut être transmise de manière à ce que les espions ne puissent pas intercepter sans être détectés, posant ainsi les bases d’un Internet quantique inviolable. Au cours de l’année écoulée, des avancées remarquables ont rapproché cette vision de la réalité :

• Téléportation sur fibre existante : Lors d’une expérience inédite, des ingénieurs de la Northwestern University ont téléporté de l’information quantique sur 30 km de câble à fibre optique qui transportait simultanément du trafic Internet classique news.northwestern.edu. Ils ont réalisé la téléportation quantique (transfert de l’état d’un qubit d’un endroit à un autre, via l’intrication) sur une fibre standard en évitant soigneusement toute interférence avec les flux de données classiques. « C’est incroyablement excitant car personne ne pensait que c’était possible, » a déclaré le Prof. Prem Kumar, qui a dirigé l’étude news.northwestern.edu. « Nos travaux montrent une voie vers des réseaux quantiques et classiques de nouvelle génération partageant une infrastructure unifiée… en gros, cela ouvre la porte à l’essor des communications quantiques. » news.northwestern.edu En trouvant la bonne « fenêtre » de longueur d’onde et en filtrant le bruit, l’équipe a prouvé que les signaux quantiques peuvent coexister avec le trafic Internet quotidien dans la même fibre news.northwestern.edu. Cela signifie que nous n’aurons peut-être pas besoin de câbles quantiques dédiés ; l’Internet quantique du futur pourrait emprunter les réseaux de fibre actuels, réduisant ainsi considérablement les obstacles au déploiement news.northwestern.edu.
• Intrication à longue distance, intacte : En avril 2025, des chercheurs des T-Labs de Deutsche Telekom et de Qunnect ont démontré la distribution soutenue de photons intriqués sur 30 km de fibre commerciale avec une fidélité de 99 %, en continu pendant 17 jours telekom.com. Cette stabilité et cette disponibilité sont sans précédent. Cela montre que les liens intriqués – l’épine dorsale des réseaux quantiques – peuvent être maintenus de manière fiable dans des conditions réelles. Une fidélité d’intrication constamment élevée sur de longues distances est une étape cruciale vers des répéteurs et réseaux quantiques à grande échelle. Le fait que cela ait été réalisé sur de la fibre standard déployée dans le Berlin métropolitain souligne que la technologie des réseaux quantiques sort du laboratoire pour des applications pratiques telekom.com.
• Mise à l’échelle des réseaux quantiques : Partout dans le monde, les bancs d’essai de communication quantique se développent rapidement. Des projets nationaux relient des villes avec des lignes de fibre et des satellites chiffrés quantiquement. Par exemple, la Chine dispose d’un lien quantique opérationnel de 2 000 km entre Pékin et Shanghai utilisant des satellites et des fibres de distribution de clés quantiques (QKD), et des collaborations européennes relient plusieurs pays dans une ébauche de « colonne vertébrale quantique ». Aux États-Unis, des laboratoires nationaux et des universités ont formé des bancs d’essai de réseaux quantiques métropolitains (comme le réseau de 124 miles du Chicago Quantum Exchange) pour expérimenter l’échange d’intrication et les répéteurs quantiques. Tous ces efforts convergent vers l’objectif ultime : un internet quantique mondial permettant des communications totalement sécurisées et de l’informatique quantique distribuée. Les récentes avancées dans les mémoires quantiques et les nœuds répéteurs (dispositifs qui stockent et étendent l’intrication) améliorent la distance et la fiabilité des liens quantiques news.northwestern.edu, tandis que de petits satellites quantiques ont démontré la capacité de transmettre des photons intriqués entre continents.

Et après ? Dans un avenir proche, attendez-vous à ce que les communications sécurisées quantiquement commencent à protéger les données sensibles. Les banques, gouvernements et prestataires de santé testent déjà la QKD pour le chiffrement inviolable des liaisons critiques. À mesure que les réseaux quantiques se développent, nous verrons l’avènement des nuages quantiques – des réseaux sécurisés où les ordinateurs quantiques pourront être accessibles à distance, l’intrication garantissant la confidentialité. À terme, un véritable internet quantique pourrait connecter des dispositifs quantiques dans le monde entier, permettant des exploits comme le calcul quantique aveugle (effectuer des calculs sur un serveur quantique distant avec une confidentialité garantie) et la synchronisation d’horloges atomiques à travers le monde avec une précision inégalée. En résumé : la communication quantique promet un Internet inviolable, protégeant notre future infrastructure numérique même contre les ordinateurs quantiques susceptibles de casser le chiffrement actuel.

Détection quantique : une précision inédite et de nouveaux horizons

La détection quantique applique les phénomènes quantiques pour mesurer des grandeurs physiques avec une sensibilité et une précision extrêmes, bien au-delà des capteurs conventionnels. En exploitant des effets comme la superposition et l’intrication, les capteurs quantiques peuvent détecter de minuscules variations de champs, de forces et de temps. Les avancées récentes offrent des capacités de capteurs qui semblent presque relever de la science-fiction :

• Imagerie des atomes et des champs à l’échelle atomique : À la mi-2024, une équipe internationale dirigée par le Forschungszentrum Jülich en Allemagne a dévoilé le premier capteur quantique au monde pour le « monde atomique » – un capteur capable de détecter des champs électriques et magnétiques avec une résolution spatiale d’un dixième d’angstrom (10^−10 m), soit environ la taille d’un atome fz-juelich.de. Ils ont réalisé cela en fixant une seule molécule à la pointe d’un microscope à balayage, utilisant le spin quantique de la molécule pour détecter les champs à une distance extrêmement proche fz-juelich.de. « Ce capteur quantique change la donne, car il fournit des images de matériaux aussi riches qu’une IRM et établit en même temps une nouvelle norme de résolution spatiale », a déclaré le Dr Taner Esat, auteur principal fz-juelich.de. En d’autres termes, ils peuvent visualiser les paysages électromagnétiques à l’intérieur des matériaux atome par atome – une capacité qui va révolutionner notre compréhension des matériaux, de la catalyse et de la nanoélectronique. Cet outil peut sonder les défauts dans les puces quantiques, cartographier les atomes dans un semi-conducteur, ou même inspecter des biomolécules, le tout avec un niveau de détail inégalé.
• Détection quantique parallèle et meilleures mesures : Fin 2024, des scientifiques du Oak Ridge National Lab (ORNL) ont rapporté une nouvelle plateforme de détection améliorée par la physique quantique qui utilise la lumière comprimée pour améliorer la sensibilité de plusieurs capteurs simultanément ornl.gov. En envoyant des photons spécialement corrélés (faisceaux jumeaux de lumière avec des propriétés de bruit liées quantiquement) dans un réseau de quatre capteurs, ils ont obtenu des améliorations de sensibilité simultanées d’environ 23 % sur tous les capteurs par rapport aux limites classiques ornl.gov. Il s’agit de l’une des premières démonstrations de détection quantique parallèle, où plusieurs emplacements sont sondés avec un avantage quantique en même temps. « En général, on utilise les corrélations [quantiques] pour améliorer une mesure… Ce que nous avons fait, c’est combiner à la fois les corrélations temporelles et spatiales pour sonder plusieurs capteurs en même temps et obtenir une amélioration quantique simultanée pour tous, » a expliqué Alberto Marino de l’ORNL ornl.gov. Cette approche pourrait être cruciale pour des applications comme la détection de matière noire, où de grands réseaux de capteurs doivent tous dépasser la sensibilité classique ornl.gov. Elle pourrait aussi permettre une imagerie quantique et des diagnostics médicaux plus rapides en capturant plusieurs points de données en une seule fois.
• Capteurs quantiques dans la vie quotidienne : Les technologies de détection quantique arrivent aussi à maturité pour un usage réel. Par exemple, les magnétomètres quantiques à base de centres NV (azote-lacune) dans le diamant peuvent désormais détecter les faibles signaux magnétiques de l’activité neuronale dans le cerveau ou la présence de minéraux rares sous terre, des tâches auparavant impossibles sans d’énormes machines. Des capteurs interférométriques à atomes ultrafroids sont en cours de test sur le terrain pour des systèmes de navigation qui ne dépendent pas du GPS, mesurant de minuscules variations d’inertie et de gravité pour suivre les mouvements avec une extrême précision. Et les avancées des horloges atomiques continuent de battre des records : les meilleures horloges à réseau optique actuelles sont si précises qu’elles peuvent mesurer la dilatation temporelle gravitationnelle d’Einstein sur une différence de hauteur d’un simple millimètre, détectant comment le temps s’écoule légèrement plus lentement à proximité du puits gravitationnel terrestre physicsworld.com. Cette précision vertigineuse transforme en quelque sorte les horloges en capteurs de gravité et pourrait mener à de nouvelles techniques de géodésie (cartographier les variations de densité de la Terre par la dilatation du temps).

Et après ? Les capteurs quantiques sont sur le point de transformer de nombreuses industries. Dans le domaine de la santé, les magnétomètres SQUID et les capteurs à base de diamant pourraient permettre des scans IRM à ultra-haute résolution ou des interfaces cerveau-machine en détectant de minuscules champs biomagnétiques. En navigation et en géologie, les gravimètres et accéléromètres quantiques peuvent fournir une navigation indépendante du GPS pour les aéronefs et l’exploration souterraine en détectant des anomalies gravitationnelles ou des changements inertiels. La défense nationale utilisera les capteurs quantiques pour détecter des objets furtifs ou des installations souterraines (en remarquant de subtils changements dans la gravité ou les champs magnétiques). Même la recherche de la matière noire et des ondes gravitationnelles en bénéficie – l’exquise sensibilité des dispositifs quantiques ouvre de nouvelles fenêtres sur la physique fondamentale. À mesure que ces capteurs deviennent plus compacts et robustes, on peut s’attendre à une nouvelle ère d’instruments capables de mesurer le monde (et l’univers) avec une précision sans précédent, nous offrant des retours et des capacités qui étaient tout simplement inaccessibles auparavant.

Matériaux quantiques : à la découverte des éléments constitutifs de l’ère quantique

À la base de toutes ces avancées se trouvent les matériaux quantiques – des substances aux propriétés quantiques remarquables qui rendent possibles de nouvelles technologies. Les matériaux quantiques incluent les supraconducteurs (qui conduisent l’électricité sans résistance), les isolants topologiques (qui conduisent sur leurs bords mais pas à l’intérieur), les aimants quantiques et d’autres phases exotiques de la matière. Au cours de l’année écoulée, les scientifiques ont fait des découvertes passionnantes en science des matériaux quantiques, nous rapprochant de percées telles que des supraconducteurs pratiques et des qubits tolérants aux fautes :

• Supraconducteurs topologiques – Un nouvel état de la matière : L’une des réalisations majeures a été la création d’un supraconducteur topologique dans le processeur quantique Microsoft/UCSB évoqué précédemment. En concevant un matériau hybride composé d’un semi-conducteur (arséniure d’indium) et d’un supraconducteur (aluminium), puis en le refroidissant près du zéro absolu sous des champs magnétiques spécifiques, les chercheurs ont induit une nouvelle phase de la matière qui héberge des modes zéro de Majorana à ses extrémités azure.microsoft.com. Ces modes de Majorana sont la pierre angulaire des qubits topologiques, car ils stockent l’information quantique de manière non locale (l’information est « répartie » dans le matériau et donc protégée). « Pendant près d’un siècle, ces quasi-particules n’existaient que dans les manuels. Désormais, nous pouvons les créer et les contrôler à la demande », a noté l’équipe de Microsoft azure.microsoft.com. La réalisation réussie d’une phase supraconductrice topologique n’est pas seulement une avancée en informatique, mais aussi un tour de force en science des matériaux – confirmant en laboratoire un état de la matière longtemps théorisé. Les supraconducteurs topologiques sont prometteurs car ils pourraient permettre des dispositifs électroniques sans perte d’énergie et des bits quantiques intrinsèquement robustes. Le résultat de cette année est une preuve de concept que de tels matériaux peuvent être fabriqués et manipulés, ouvrant la voie à l’électronique quantique de prochaine génération.
Nouvelles phases quantiques et supraconducteurs « non conventionnels » : Les chercheurs découvrent également des matériaux quantiques naturellement présents avec des propriétés inhabituelles. Par exemple, une équipe de l’Université Cornell a trouvé des preuves d’un état de « onde de densité de paires » dans un composé appelé ditellurure d’uranium (UTe₂) – essentiellement un motif cristallin de paires d’électrons dans un supraconducteur physics.cornell.edu. Ce nouvel état est une forme de matière quantique topologique où les paires de Cooper (les paires d’électrons responsables de la supraconductivité) s’organisent en un motif d’onde stationnaire plutôt qu’en un condensat uniforme habituel physics.cornell.edu. « Ce que nous avons détecté est un nouvel état de la matière quantique – une onde de densité de paires topologique composée de paires de Cooper en triplet de spin, » a déclaré le Dr Qiangqiang Gu, notant que c’est la première fois qu’un tel état est observé physics.cornell.edu. Les supraconducteurs en triplet de spin (parité impaire) comme UTe₂ sont des saints graals car ils pourraient naturellement supporter des modes de Majorana pour l’informatique quantique physics.cornell.edu. Cette avancée suggère que la nature pourrait héberger des phases quantiques encore jamais observées, avec des propriétés prometteuses pour l’exploitation dans les technologies futures. Parallèlement, les scientifiques des matériaux progressent dans la synthèse de nouveaux matériaux 2D (comme un nouveau matériau 2D à fermions lourds, CeSiI, qui présente un comportement électronique étrange azonano.compurdue.edu) et dans la combinaison astucieuse de matériaux – par exemple, en empilant des feuilles de graphène à un « angle magique » pour induire la supraconductivité, ou en associant des aimants et des supraconducteurs pour générer de nouveaux effets. Chaque nouveau matériau quantique découvert ou créé élargit la palette d’outils dont disposeront les ingénieurs pour construire des dispositifs quantiques.
• Matériaux pour les qubits et les dispositifs : Une grande partie de l’ingénierie quantique dépend de la découverte de matériaux capables d’héberger des qubits avec de faibles taux d’erreur. Au cours de l’année écoulée, des progrès ont été réalisés sur plusieurs fronts. Des chercheurs ont montré que des défauts dans les semi-conducteurs à large bande interdite (comme les lacunes dans le diamant ou les dopants dans le carbure de silicium) peuvent servir de qubits stables fonctionnant même à température ambiante, ce qui pourrait être idéal pour les capteurs quantiques et les processeurs quantiques simples. Un autre effort a démontré la fabrication de qubits à partir de l’élément de terre rare erbium intégré dans différents hôtes cristallins, mettant en évidence l’influence du choix du matériau sur les propriétés quantiques pme.uchicago.edu. En explorant de nouveaux matériaux hôtes pour des systèmes de qubits connus (spins d’erbium, boîtes quantiques en silicium, etc.), les scientifiques optimisent les temps de cohérence et la connectivité. Une étape majeure a été franchie grâce à l’approche axée sur les matériaux du laboratoire national d’Argonne : ils ont construit un nouveau qubit et atteint un temps de cohérence de 0,1 milliseconde – près de 1000 fois plus long que le précédent record pour ce type pme.uchicago.edu. Cela a été rendu possible par des innovations sur les matériaux qui ont réduit le bruit et l’isolation du qubit. Une cohérence plus longue signifie que plus d’opérations peuvent être effectuées sur un qubit avant que l’information ne soit perdue, donc ces améliorations se traduisent directement par des ordinateurs quantiques plus puissants et plus fiables. En résumé, de meilleurs matériaux = de meilleurs qubits.

Et après ? La quête de matériaux révolutionnaires continuera de faire progresser l’ingénierie quantique. Une cible majeure est un supraconducteur à température ambiante – un matériau qui devient supraconducteur sans refroidissement extrême. Une telle découverte serait révolutionnaire (permettant des réseaux électriques sans perte, des IRM bon marché, des transports par lévitation magnétique et des dispositifs quantiques fonctionnant dans des conditions ambiantes). En 2023, le monde a eu un aperçu de la frénésie qu’une telle percée pourrait provoquer lorsqu’un matériau surnommé « LK-99 » a été présenté comme supraconducteur à température ambiante – cela a suscité un engouement viral mais a rapidement été démenti par des tests rigoureux lens.monash.edu, nous rappelant que des affirmations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires. Bien qu’un véritable supraconducteur à température ambiante reste insaisissable, des progrès incrémentaux sont réalisés : les températures critiques des supraconducteurs connus continuent de grimper, et de nouveaux composés (parfois sous haute pression) ont montré une supraconductivité plus proche des conditions ambiantes. Au-delà des supraconducteurs, les scientifiques recherchent activement des matériaux capables d’héberger des qubits plus robustes (par exemple, des matériaux à faible spin nucléaire pour une cohérence plus longue, ou des matériaux topologiques pour des qubits résistants aux erreurs), ainsi que des matériaux capables d’émettre des photons uniques ou intriqués à la demande pour la communication. La recherche sur les matériaux quantiques est un pivot de tout le domaine – chaque nouvelle découverte peut se répercuter sur de meilleurs dispositifs et applications quantiques. Dans les années à venir, attendez-vous à la découverte de nouvelles phases de la matière surprenantes et à davantage de matériaux « sur mesure » (comme le « topoconducteur » de Microsoft azure.microsoft.com ou d’autres structures conçues) qui débloqueront des capacités que nous n’avons même pas encore imaginées.

Conclusion : Un avenir façonné par l’ingénierie quantique

Des ordinateurs ultra-puissants aux communications inviolables, en passant par des capteurs ultra-précis et de nouveaux états de la matière, les avancées de l’ingénierie quantique ne sont pas seulement intellectuellement passionnantes – elles annoncent des changements transformateurs pour la société dans un avenir pas si lointain. Fait crucial, ces sous-domaines n’avancent pas isolément : le progrès de l’un catalyse souvent celui des autres. Par exemple, de meilleurs matériaux quantiques permettent des qubits plus stables ; des ordinateurs quantiques améliorés aident à concevoir de nouveaux matériaux ; les réseaux quantiques connecteront les ordinateurs quantiques entre eux, amplifiant leur puissance ; et les capteurs quantiques aideront à caractériser les matériaux et dispositifs à l’échelle atomique. Nous assistons aux prémices d’un cercle vertueux d’innovation.

Pour le grand public, les implications de ces avancées ésotériques deviendront tangibles de diverses manières :

• Santé et chimie : Les ordinateurs quantiques pourraient modéliser des médicaments et des protéines avec une précision atomique, menant à des traitements et matériaux conçus par ordinateur plutôt que par essais-erreurs. Les capteurs quantiques pourraient permettre la détection précoce de maladies via de minuscules signaux de biomarqueurs ou l’imagerie avancée du cerveau.
• Cybersécurité et vie privée : La communication quantique sécurisera probablement nos transactions financières et nos données confidentielles grâce au chiffrement quantique, que les pirates informatiques (même équipés d’ordinateurs quantiques) ne pourront pas casser. Nous pourrons mener des communications sensibles, commerciales ou diplomatiques, avec une confidentialité absolue garantie par les lois de la physique.
• Informatique et IA : À mesure que les processeurs quantiques commenceront à traiter des problèmes d’optimisation et d’apprentissage automatique, nous verrons des améliorations dans des domaines allant de la logistique de la chaîne d’approvisionnement à la modélisation climatique, en passant par les capacités de l’IA. Certaines tâches qui posent problème à l’IA actuelle pourraient être résolues grâce à des algorithmes hybrides quantiques-classiques fonctionnant sur de futures plateformes cloud accélérées par le quantique.
• Détection et navigation : Nos téléphones et véhicules pourraient un jour contenir des gyroscopes et accéléromètres quantiques, offrant une navigation ultra-précise même en l’absence de GPS. Des capteurs de gravité quantique pourraient explorer le sous-sol à la recherche de minéraux ou surveiller les volcans et les failles en détectant les variations de densité. Nous pourrions même disposer de dispositifs portables utilisant des capteurs quantiques pour surveiller notre santé de manière non invasive.
• Énergie et industrie : Les matériaux quantiques, comme les supraconducteurs à haute température, pourraient révolutionner le réseau électrique et les transports avec des lignes électriques sans perte, la lévitation magnétique efficace et de meilleures batteries (l’informatique quantique est déjà utilisée pour rechercher une chimie de batterie améliorée time.com). Les procédés industriels pourraient bénéficier de conceptions et de catalyseurs optimisés par le quantique.

En résumé, l’ingénierie quantique est sur le point de devenir un pilier de la technologie du XXIe siècle, tout comme l’électronique classique l’a été au XXe siècle. À mesure que ces avancées se poursuivent à un rythme rapide, elles nous rapprochent d’un avenir où les dispositifs quantiques résolvent des problèmes importants, protègent nos données et révèlent des vérités plus profondes sur l’univers. C’est une période passionnante à la frontière de la science – un avenir quantique n’est plus une spéculation, il est en train d’être construit dès maintenant, une percée à la fois.

Sources :

• Google Quantum AI – Hartmut Neven, « Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip, » Google Blog (déc. 2024) blog.google.
• University of California, Santa Barbara – Sonia Fernandez, « ‘We have created a new state of matter’: New topological quantum processor marks breakthrough in computing, » (20 févr. 2025) universityofcalifornia.edu.
• Université Northwestern – Amanda Morris, « Première démonstration de téléportation quantique sur des câbles Internet très fréquentés, » (20 déc. 2024) news.northwestern.edu.
• Deutsche Telekom T-Labs – Verena Fulde, « Percée pour l’internet quantique – du laboratoire au monde réel, » (15 avr. 2025) telekom.com.
• Forschungszentrum Jülich – Communiqué de presse, « Capteur quantique pour le monde atomique, » (1 août 2024) fz-juelich.de.
• Oak Ridge National Lab – Mark Alewine, « Des chercheurs révèlent un avantage quantique qui pourrait faire progresser les futurs dispositifs de détection, » ORNL News (16 oct. 2024) ornl.gov.
• Université Cornell – « Une percée identifie un nouvel état de la matière quantique topologique, » Cornell Chronicle (10 juil. 2023) physics.cornell.edu.
• University of Chicago PME – « Journée mondiale du quantique 2024 : Derniers développements en science et technologie quantiques, » (12 avr. 2024) pme.uchicago.edu.
• Time Magazine – Vimal Kapur & Rajeeb Hazra, « L’ère quantique a déjà commencé, » (sept. 2024) time.com.
• Nature/ACS Publications – Preuve réfutant la revendication de supraconductivité à température ambiante de LK-99 (2023) lens.monash.edu.