Les messages clés du rapport

Pouvons-nous démultiplier nos capacités de calcul ? Nos protocoles de chiffrement seront-ils tous rendus obsolètes du jour au lendemain ? Les technologies quantiques sont-elles le futur de l’informatique ?

Des questions qui ont été au cœur de mes réflexions, à l’occasion de la mission que m’a confié le Premier ministre en avril 2019 pour bâtir la stratégie nationale de la France en la matière.

D’avril à juin 2019, nous avons commencé nos travaux par des auditions. Une cinquantaine ont été réalisées en deux mois, entendant à la fois des chercheurs en physique, mathématique, informatique, mais aussi des industriels français et étranger, ainsi que des institutions nationales et européennes. Ce travail, à la fois extrêmement complet et exigeant, a permis de comprendre les enjeux soulevés par les technologies quantiques, mais aussi d’entrer dans le détail des avancées scientifiques pour enfin établir une feuille de route nationale juste et ambitieuse.

Premier constat : Face à la rapidité et à l’incertitude des évolutions des technologies quantiques, seuls les pays qui auront osé prendre des risques trouveront une place dans ce nouveau tournant technologique et pourront donc garantir leur souveraineté. La France doit agir vite. Elle a la chance d’être dotée d’un écosystème d’une immense qualité, grâce, notamment, à un tissu de chercheurs académiques hors pair.

Mais, si le monde de la recherche est encore principalement à la manœuvre de cette révolution, elle ne peut se passer d’industriels réalisant des investissements importants et testant ces nouvelles innovations.

L’ensemble des recommandations du rapport ont pour principal objectif de tisser des ponts entre ces deux univers, évoluant trop souvent côte à côte.

Deuxième constat : Cette révolution ne va pas seulement impacter un petit cercle d’initiés, mais risque aussi de bouleverser les outils numériques, qu’ils soient à usage professionnel dans les domaines de la santé, de la logistique, de la banque, ou à usage personnel dans un futur plus lointain en bousculant la fabrication de nos propres supports numériques personnels. Le succès de la France dans ce domaine ne pourra être obtenu qu’en faisant du quantique un sujet plus accessible et plus attractif.

Vulgariser, expliquer cette technologie, la rendre concrète est une des conditions sine qua none du succès de la stratégie française.



Des ambitions fortes pour la France

La profondeur de la rupture que pourraient induire les technologies quantiques dans les prochaines décennies est au moins comparable à celle qui résulte de l’invention du transistor au milieu du XXe siècle. Les principales grandes puissances mondiales à l’instar des États-Unis, de la Chine, du Royaume-Uni ou de l’Allemagne, ont mis en place des programmes nationaux globaux ambitieux en matière de technologies quantiques.

La France confirmera sa place de puissance industrielle de premier plan et de leader européen, en développant, avant la fin de la décennie, une offre technologique de rang mondial en matière de technologies quantiques à l’instar de ce qu’elle a réussi à développer pour le nucléaire et l’aérospatial.

Les ambitions :

Devenir l’un des leaders mondiaux en matière de calculateurs quantiques tolérants aux défauts (LSQ)

Devenir le leader européen en matière de calculateurs quantiques bruités de taille intermédiaire (NISQ)

Devenir l’un des leaders mondiaux en matière de logiciels métiers

Jouir d’une large autonomie industrielle sur les technologies habilitantes

Jouir d’une large autonomie industrielle sur les capteurs à base des impuretés dans le diamant

Maintenir une indépendance stratégique sur les technologies de cryptographie

Pour réussir la stratégie, 50 propositions détaillées

Les propositions du rapport s’articulent autour de six axes :

UNE INFRASTRUCTURE DE POINTE POUR LA RECHERCHE ET L’INDUSTRIE

La nécessité de mettre en place en France une infrastructure de rang mondial, intégrant différents émulateurs et accélérateurs quantiques basés sur des principes technologiques divers, pour :

– Développer l’écosystème logiciel et les usages ;

– Développer la légitimité et le rayonnement de la France à l’international.

– Développer l’écosystème logiciel et les usages ; – Développer la légitimité et le rayonnement de la France à l’international. Parler de stratégie nationale de la France sur les nouvelles technologies quantiques, ne peut pas se faire sans y adjoindre une dimension internationale. L’Allemagne et le Royaume-Uni, parmi les premiers pays européens ayant défini une stratégie nationale ambitieuse en matière de technologies quantiques, pourraient devenir des partenaires européens de premier plan de la France en matière de technologies quantiques.

Un autre espace international de poids est celui de l’instance de normalisation en matière de technologies quantiques. Le NIST organise ainsi une compétition mondiale visant à sélectionner les primitives de cryptographie post-quantiques les plus prometteuses, nous devons être présent en force. Ce sont des espaces incontournables pour défendre des intérêts nationaux : un calendrier de normalisation des acteurs français doit se dessiner avec une identification des objectifs visés en la matière.

UN PROGRAMME DE SOUTIEN AU DÉVELOPPEMENT TECHNOLOGIQUE

La mise en place de programmes de recherche et développement technologique associant acteurs publics et privés permettrait de lever les différents verrous scientifiques et technologiques jalonnant le développement de l’ordinateurs quantique, ainsi que des dispositifs de cryptographie nécessaires à la sécurisation des communications sensibles à l’ère du quantique.

– Des dispositifs « bottom-up », qui renforceraient les dispositifs existants et y incluraient des priorités sur les technologies quantiques : appels à projets ANR, concours d’Innovation, PSPC (Projets Structurants pour la Compétitivité), etc.

– Des dispositifs « top-down », les Grands-Défis ainsi que des actions du Plan d’Investissement d’Avenir pourront permettre d’atteindre les ambitions françaises en matière d’ordinateur quantique, en matière de logiciel, et de cryogénie.

UN PROGRAMME DE SOUTIEN AU DÉVELOPPEMENT DES USAGES

Des « challenges quantiques » associant secteurs d’usages et secteurs technologiques, aussi bien dans le domaine du calcul quantique que dans le domaine des capteurs quantiques permettront de renforcer la compétitivité des secteurs aval tout en sécurisant les débouchés court-terme des secteurs technologiques.

UN ENVIRONNEMENT D’INNOVATION EFFICACE

Une proposition est la création à Paris, à Saclay ainsi qu’à Grenoble, de trois « Hubs Quantiques » rassemblant chercheurs en physique quantique, chercheurs en informatique théorique et appliquée, ingénieurs, industriels des filières technologiques, et utilisateurs finaux, pour lever les verrous jalonnant les objectifs de la stratégie nationale.

pour lever les verrous jalonnant les objectifs de la stratégie nationale. Les raisons sont assez simples : il s’agit à ce stade des pôles les plus matures, en revanche cela ne doit pas se faire au détriment de certaines zones qui sont elles aussi à la pointe comme Nice ou Strasbourg. La création de ces hubs permettra de pallier ce manque d’agilité entre le monde de la recherche, la création de spin-off et les industries. Ces hubs auraient en plus le mérite d’augmenter la visibilité au niveau international.

L’écosystème quantique est aujourd’hui extrêmement performant en France mais mériterait de voir ses rangs grossir, surtout si le virage technologique annoncé arrive rapidement.

Il est nécessaire et indispensable de concevoir des parcours de formation avec une spécialisation en ingénierie et en informatique quantique et anticiper la croissance du besoin en ingénieurs et techniciens des filières industrielles.

Il faut acculturer au maximum les ingénieurs informatiques au quantique, une formation en algorithmie quantique dans les principaux cycles d’ingénieurs en informatique mais aussi un module pour les masters en cryptographie nous paraît nécessaire. L’objectif n’est évidemment pas de faire de tous les étudiants des spécialistes de l’informatique quantique mais de prévoir la réponse aux besoins d’emplois qui vont petit à petit arriver sur le marché de l’emploi.

UNE STRATÉGIE DE SÉCURITÉ ÉCONOMIQUE ADAPTÉE

La position de la France en matière de technologies quantiques encourage certains organismes ou États à s’intéresser à l’écosystème français et à cibler les acteurs les plus vulnérables, en pointe au niveau mondial.

La protection du patrimoine scientifique et technologique et la diplomatie économique seront les piliers d’une stratégie d’intelligence économique efficace.

UNE GOUVERNANCE EFFICACE

Compte tenu du niveau élevé d’incertitudes relatif à certaines voies de développement des technologies quantiques, les horizons de temps longs des actions à mener et l’intensité capitalistique nécessaire, l’État doit se doter d’une gouvernance agile et dotée d’un pouvoir décisionnel.

Nous proposons donc de constituer un Comité Stratégique chargé de prendre les décisions d’orientation des actions de recherche.

chargé de prendre les décisions d’orientation des actions de recherche. Ainsi que de nommer un coordinateur interministériel du plan national, chargé de veiller à la cohérence globale des actions des différents acteurs publics et privés au niveau national.

Sur le plan financier et les besoins en investissement, nous estimons que l’effort doit être de 2 milliards d’euros sur 5 ans, un investissement public-privé (État, collectivités, commission Européenne, industriels, fonds d’investissements). L’investissement du secteur public (État, collectivités, Commission), déjà non négligeable, doit être renforcé et induire un effet de levier important sur l’investissement privé.

Conclusion

Entrer dans le jeu international et européen des technologies quantiques est possible à condition de déclencher une mise en mouvement rapide.

Aujourd’hui, les ressources humaines et intellectuelles sont prêtes. La France peut s’appuyer sur elles, mais elle doit mobiliser les moyens nécessaires. Grâce à une stratégie nationale ambitieuse, les technologies quantiques sont appelées à faire de la France un acteur incontournable sur la scène internationale.