Le CNRS, l’Institut d’Optique Graduate School et la scale-up Pasqal s’associent pour construire les ordinateurs du futur

Au commencement des ordinateurs du futur : la mécanique quantique
Suggéré dans les années 1980 par le lauréat du prix Nobel de physique 1965 Richard Feynman, l’ordinateur quantique amorce une incroyable révolution du calcul intensif. Contrairement aux appareils usuels, tels que les ordinateurs ou les smartphones, qui manipulent l’information grâce à des bits – valant soit 0, soit 1 –, les ordinateurs quantiques fonctionnent avec des qubits – valant soit 0, soit 1, soit les deux en même temps –. Ces surprenantes propriétés de superposition et d’intrication quantique1  permettent de doubler la puissance de calcul globale à chaque qubit supplémentaire et ainsi d’étendre le domaine de ce qui est calculable. Grâce à sa capacité à traiter des informations de manière exponentielle, l’ordinateur quantique promet dans un futur plus ou moins proche des vitesses d’exécution inatteignables par les superordinateurs actuels et des performances plus économes en énergie.
Son déploiement dans les centres de calcul pourrait avoir un impact considérable dans de nombreux champs d’applications, tels que l’intelligence artificielle, les calculs de logistique, la cybersécurité ou encore les prévisions météorologiques.

Les qubits atomiques, une approche prometteuse pour repousser les limites du calcul intensif
Issue du Laboratoire Charles Fabry (CNRS/Institut d’Optique) et co-fondée en 2019 par le lauréat du prix Nobel de physique 2022 Alain Aspect, la scale-up Pasqal s’appuie sur la tradition d’excellence de la recherche académique française en physique atomique. La performance de ses ordinateurs quantiques2  repose sur l’usage de qubits constitués d’atomes, une ressource naturellement abondante, refroidis et manipulés par laser. Les propriétés de ces lasers, conférées par des réglages de grande précision, permettent de refroidir les atomes, de les déplacer pour assembler de manière automatisée des registres de qubits, puis de manipuler ces qubits et de mesurer leur état, tout cela en l’espace d’une fraction de seconde.

Une collaboration recherche-entreprise pour construire les ordinateurs du futur
Implanté au cœur de l’Université Paris-Saclay, ce laboratoire commun entre la société Pasqal, le CNRS et l’Institut d’Optique a pour objectif d’augmenter considérablement les performances des processeurs quantiques basés sur cette technologie. Dans ce cadre, l’équipe de scientifiques et ingénieurs travaillera pendant quatre ans au développement de techniques de manipulation d’atomes froids par laser plus efficientes. Le but est de réduire les temps de génération de ces registres et ainsi d’accélérer le temps d’exécution global du processeur.

À long terme, ce LabCom vise également l’exploration du champ de la photonique quantique pour le développement d’ordinateurs quantiques utilisant les photons comme qubits.

Sa création représente une nouvelle étape pour conserver une avance compétitive au niveau mondial dans un domaine stratégique. Par sa politique d’innovation et de soutien à la création de laboratoires communs et de startups dans le quantique, le CNRS contribue directement au renforcement de la souveraineté technologique française.

« Je me réjouis de la création du LabCom AtomIQ-Lab avec Pasqal, fruit d’une relation de confiance durable entre la recherche publique et une entreprise issue de notre laboratoire partagé avec l’Institut d’Optique. C’est une des formes de collaboration la plus aboutie entre les mondes académique et économique. Ce nouveau partenariat mobilisera pendant quatre ans nos scientifiques pour relever un défi industriel majeur : participer à la construction de l’ordinateur du futur, en repoussant les limites de la manipulation d’atomes froids par laser, au cœur des technologies quantiques. Une nouvelle preuve de la capacité du CNRS à engager ses talents dans un domaine stratégique », déclare Antoine Petit, président-directeur général du CNRS.

« L’Institut d’Optique est heureux de contribuer à la création de ce laboratoire commun avec Pasqal et le CNRS, au cœur du campus de l’Université Paris-Saclay. Ce projet incarne pleinement l’esprit de partenariat public-privé en recherche et innovation, qui fait partie de l’ADN de notre établissement depuis plus d’un siècle et ouvre des perspectives fascinantes dans le domaine des technologies quantiques », souligne Rémi Carminati, directeur général de l'Institut d'Optique.

« Pasqal est fier de s’associer au CNRS et à l’Institut d’Optique pour donner naissance à AtomIQ-Lab. En tant que spin-off du CNRS et de l’Institut d’Optique, ce partenariat illustre la force du rapprochement entre recherche publique et industrie, indispensable pour transformer l’excellence scientifique française en avancées technologiques concrètes. Ensemble, nous construisons les fondations d’une nouvelle ère du calcul quantique », ajoute Loïc Henriet, directeur général de Pasqal.

• 1Cet effet physique surprenant a été théorisé par Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen en 1935, puis baptisé la même année « intrication quantique » par Erwin Schrödinger. Alain Aspect est parvenu dans les années 80 à prouver que deux particules ayant été en interaction conservent, quelle que soit la distance entre elles une fois séparées, une corrélation. Ainsi, les modifications apportées à l’une se trouvent répercutées sur l’autre.
• 2D’une capacité de 1 000 qubits. Pasqal prévoit d’atteindre les 10 000 qubits dans les années à venir.