QuantumTech@Inria, l’excellence scientifique au service du futur de l’informatique quantique

Les lois de Moore, dont la première a été émise en 1965 par l'ingénieur Gordon Moore, gouvernent l’informatique depuis l’invention de l’ordinateur. Son postulat : un doublement du nombre de transistors présents sur une puce de microprocesseur tous les deux ans. Une croissance exponentielle qui atteint désormais sa limite. En février 2016, la fin de la loi de Moore était ainsi annoncée par l'International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), le rythme n'étant tout simplement plus tenable.

Parmi les solutions avancées pour faire suite à la loi de Moore : l’informatique quantique. Elle permet, par l'exploration de la nature quantique de la physique atomique, de démultiplier les performances de calcul actuelles. Le concept, né dans les années quatre-vingts, attise, depuis maintenant quelques années, l’intérêt de tous, déclenchant ainsi des investissements R&D importants dans nombre de pays développés. « La question n’est désormais plus de se demander si l’ordinateur quantique va arriver, mais plutôt comment préparer et accélérer son développement », indique Harold Ollivier, directeur de QuantumTech@Inria.

Parmi les premiers acteurs à avoir amorcé un travail autour de l’informatique quantique en France et en Europe : Inria. L’institut, dont les premiers travaux sur le sujet datent de 2001, a aujourd’hui une ambition affirmée dans l’informatique quantique, qui figure notamment parmi les priorités affichées de son Contrat d’objectifs et de performance 2019-2023.

Les axes de travail de l’institut dans le domaine sont, aujourd’hui, répartis en quatre principaux enjeux :

• Le travail de recherche fondamentale sur le fonctionnement des machines quantiques, leur conception, leurs applications ou encore sur la cryptographie postquantique ;
• Le travail de recherche et développement nécessaire au déploiement effectif d’une pile logicielle pour l’informatique quantique, en cohérence avec le positionnement d’Inria comme un institut technologique ;
• Les partenariats industriels stratégiques d’Inria avec le tissu industriel français, par exemple celui conclu avec ATOS il y a quelques semaines ;
• L’accompagnement à la création et à la croissance de startups technologiques françaises.

Plusieurs scientifiques Inria sont par ailleurs, aujourd’hui, déjà reconnus pour leurs recherches dans le domaine : Mazyar Mirrahimi (directeur de recherche et responsable de l’équipe-projet Quantic), dont les travaux pionniers en matière de contrôle et de mesure des systèmes quantiques lui ont valu de recevoir le Prix Inria – Académie des sciences du jeune chercheur 2019, Phong Nguyen (directeur de recherche au sein de l’équipe-projet Cascade), spécialiste en cryptographie et lauréat d’une bourse ERC Advanced Grant de 2,5 millions d’euros, ou encore María Naya-Plasencia (directrice de recherche au sein de l’équipe-projet Cosmiq), récompensée d’une bourse de l’ERC pour analyser la sécurité des systèmes cryptographiques symétriques dans un univers postquantique.

QuantumTech, une structure ad hoc pour renforcer la visibilité de l’institut sur le sujet

Pour appuyer ses objectifs dans le domaine, Inria a décidé de créer il y a quelques semaines QuantumTech@Inria, une structure dédiée qui permet d’identifier tous les sujets et projets internes liés à l’informatique quantique, puis d’accompagner leur développement en s’assurant que les équipes ont la capacité de recruter au mieux, en les appuyant à l’international, ou en facilitant les contacts avec l’industrie.

« Notre vocation, c’est de capitaliser sur notre expertise quantique, indiscutable et reconnue à l’international, pour accroître notre activité de recherche en matière de software pour l’informatique quantique et pour contribuer à orienter les actions de R&D de l’écosystème quantique français au sens large dans des directions scientifiquement solides. Cela peut se faire notamment en aidant nos partenaires à anticiper la révolution qui s’annonce à leur donner les clés pour le faire », explique Harold Ollivier.

Un choix organisationnel évident, au vu des équipes-projets dédiées déjà existantes. Aujourd’hui chez Inria, quatre équipes-projets font de l’informatique quantique leur principal axe de recherche : COSMIQ, QUANTIC, MOCQUA et QUACS « Ce sont des équipes au premier plan mondial sur chacun des sujets qu’elles traitent », indique Harold Ollivier.

L’institut possède également aujourd’hui des expertises quantiques intéressantes dans les centres de Grenoble et Lyon, qui devraient permettre d’ici peu de faire émerger un pôle de compétences sur la théorie de l'information et l'algorithmique quantique.

« Contrairement à d’autres domaines, ces équipes travaillent autour de l’usage, de l’applicabilité de leurs travaux », explique Harold Ollivier. Aux côtés de ces projets, Inria QuantumTech s’applique ainsi à faciliter les échanges croisés avec d’autres acteurs impliqués dans cet écosystème : des grandes entreprises technologiques comme Atos et Microsoft, des startups comme Alice&Bob et Pasqal, ou encore des groupes expérimentaux théoriques. Le tout avec pour objectif de maintenir la France parmi les pays les plus avancés dans le domaine.