La startup du mois : Alice&Bob et l'informatique quantique

L'informatique classique, celle que nous utilisons aujourd'hui, utilise les bits (binary units) en tant qu'unité de calcul élémentaire. Il ne prévoit que deux états possibles, 0 ou 1, présent ou absent. A contrario, les ordinateurs quantiques fonctionnent avec des qubits qui peuvent se trouver dans plusieurs états simultanément, dits états superposés, à l'image d'un objet qui pourrait être à plusieurs emplacements en même temps. Ce don d'ubiquité des qubits multiplie, de façon drastique, la capacité et la puissance de calcul de l'informatique en permettant plusieurs calculs à la fois, avec des algorithmes capables de résoudre les problèmes plus complexes. Google déclarait avoir terminé, sur son processeur quantique Sycamore, en moins de 4 minutes un calcul qui aurait été réalisé en 10 000 ans par Summit, le plus grand supercalculateur actuel.

L'informatique quantique est donc probablement le futur de l'informatique. Les analystes prévoient une forte croissance de ce marché au cours des prochaines années. Il est déjà évalué à plus d'un milliard de dollars avec un taux de croissance moyen annuel de 30% jusqu'en 2022. En mars 2020, Viva Technology et McKinsey ont publié un rapport estimant qu'il pèsera 1 000 milliards de dollars en 2035.

De nombreuses entreprises sont déjà positionnées sur ce marché dont notamment IBM, Microsoft, Intel et Google et des " pure players " telles qu'Anyon System, D-Wave, IonQ, Rigetti, Quantum Circuits, Qubitekk, QxBranch ou encore 1QBit.

La tendance est la mise à disposition d'une plateforme à base d'informatique quantique pour développer et tester des algorithmes, ceci afin de pallier à la difficulté d'acquérir une solution très coûteuse. IBM met à disposition son ordinateur quantique Q Experience en ligne contre un abonnement. 60 000 personnes (chercheurs, étudiants et professionnels) auraient déjà réalisé un demi-million d'expériences autour de l'informatique quantique. Microsoft (Quantum-ready with Microsoft Azure), Google (AI Quantum) et le chinois Alibaba (Cloud's quantum computing cloud platform) ont également annoncé une offre pour développer et tester des applications d'informatique quantique dans le cloud.

La principale difficulté de l'informatique quantique est qu'elle fait des erreurs, inhérentes à la mécanique quantique elle-même. À l'heure actuelle, les machines quantiques de base, appelées des portes quantiques, à seulement 2 qubits ont un taux d'erreur d'environ 0,5 %, ce qui signifie qu'il y a environ 1 erreur pour 200 opérations. Pour que l'informatique quantique devienne réellement une alternative aux supercalculateurs, il serait nécessaire d'atteindre un taux d'erreur inférieur à 0,1%.

Pour parvenir à un ordinateur quantique avec un taux d'erreurs moindre, il faut tout d'abord résoudre un paradoxe complexe, réaliser une machine isolée des phénomènes perturbateurs extérieurs tout en la laissant manipulable par l'utilisateur. Lors d'un entretien avec BPIFrance, Théau Peronnin, CEO d'Alice&Bob, précisait que " la machine de Google à 53 qubits, après seulement 20 étapes de calcul, n'offre qu'une chance sur 10 000 d'avoir le bon résultat ".

L'innovation que propose l'entreprise est la conception d'une brique élémentaire, basée sur la théorie du qubit de chat de Schrödinger. Par respect pour les amoureux des animaux, nous ne développerons pas ici le principe théorique de l'expérience du chat de Schrödinger, nous dirons simplement qu'il y est question d'un animal qui peut être en même temps vivant ou mort, tant que l'on n'a pas constaté son état dans une boite. Grace à cet état nommé " chat de Schrodinger ", Raphaël Lescanne, cofondateur de l'entreprise, a conçu le premier qubit doté d'une durée de vie 300 fois plus grande, réduisant d'autant le risque d'erreur. " Au lieu d'avoir besoin de 100 000 briques pour encoder 1 bit d'information, nous n'en aurons besoin que de 30. Nous réduisons ainsi la complexité de l'ensemble par 3 000 ", explique simplement Théau Peronnin dans un entretien publié dans le journal Les Echos.

L'entreprise est incubée au sein de Pulsalys, accélérateur d'innovations Deep Tech de Lyon-Saint-Etienne et peut compter avec le soutien de grandes structures de recherche qui se sont alliées à Alice&Bob, dont l'INRIA, l'ENS-PSL et les Mines ParisTech, l'ENS de Lyon, le CNRS et le CEA, rien moins que cela. Et selon nos deux chercheurs, il existe un fort potentiel et un savoir-faire unique en France dans la conception de machines quantique.

En janvier 2020, le rapport " Quantique : le virage technologique que la France ne ratera pas " était remis au gouvernement par Paula Forteza, députée de la deuxième circonscription des Français de l'étranger. Demandé par le Premier Ministre, ce rapport est un des signes indiquant la volonté de la France de se positionner au plan mondial sur le marché de l'informatique quantique et de vouloir maintenir une indépendance stratégique sur ces technologies.

Le nom de la société a été choisi en référence aux personnages Alice et Bob qui représentent les " personne A " et " personne B " qui cherchent à communiquer de manière sécurisée l'un avec l'autre en cryptographie. Et ces personnages ont su parler aux investisseurs puisque la société a annoncé une levée de fonds de 3 millions d'euros auprès de l'Université Paris Sciences et Lettres, les fonds Elaia et Breega ainsi que quelques investisseurs privés en mai 2020. L'objectif de l'entreprise est la réalisation des premiers processeurs quantiques d'ici 5 ans.