Quandela, jeune entreprise française fondée en 2017, développe des ordinateurs quantiques photoniques innovants. Depuis sa création, l’entreprise a produit cinq machines quantiques, dont Lucy, récemment acquise par le centre de calcul du CEA. Ces dispositifs exploitent actuellement une poignée de qubits physiques, mais pas encore de véritables qubits logiques capables de corriger les erreurs quantiques.
La progression technologique de Quandela dépasse largement celle des ordinateurs classiques selon la loi de Moore. Belenos, un précédent modèle de douze qubits, est accessible via le cloud et a permis à des utilisateurs répartis dans trente pays d’explorer les principes du calcul quantique. Cette accessibilité facilite l’exploration des possibilités offertes par ces nouvelles machines dans le monde entier.
Les ordinateurs quantiques de Quandela trouvent des applications prometteuses en chimie et en intelligence artificielle. Le premier modèle, Ascella doté de six qubits, permettait déjà d’estimer l’énergie de molécules, ouvrant la voie au développement de nouveaux médicaments et matériaux. Ces machines peuvent également implémenter des réseaux de neurones quantiques, domaine émergeant du machine learning quantique.
La correction des erreurs quantiques représente un défi majeur. Les qubits physiques doivent être protégés contre la décohérence, phénomène qui dégrade les calculs. À l’inverse des données classiques, on ne peut pas copier un état quantique pour le vérifier. La solution consiste à entrelacer chaque qubit avec plusieurs autres pour détecter et corriger les erreurs. Un qubit logique combine ainsi un qubit de calcul et plusieurs qubits correcteurs, nécessitant potentiellement plusieurs centaines de qubits physiques.
Les boîtes quantiques de Quandela génèrent des photons uniques contrôlés. Ces nanostructures créent des puits de potentiel confinent les électrons, créant des niveaux d’énergie discrets analogues à ceux des atomes. Une cavité optique entoure la boîte quantique, forçant l’émission de photons dans une direction précise lors des transitions électroniques. Cette technologie révolutionnaire constitue le principal avantage compétitif de l’entreprise.
Les ordinateurs photoniques de Quandela utilisent des qubits volants basés sur les états de transmission et réflexion des photons. Une puce semi-conductrice contient des guides d’ondes où se propagent les photons individuels. Des composants optiques, contrôlés par ordinateur, créent des superpositions d’états et des portes logiques quantiques permettant l’exécution d’algorithmes. Contrairement aux photons, les composants optiques introduisent du bruit et des erreurs nécessitant des codes correcteurs.
La détection des photons après calcul quantique utilise des matériaux supraconducteurs refroidis à quelques kelvins seulement. L’arrivée d’un photon chauffe localement le matériau, supprimant son état supraconducteur et créant une impulsion détectable. Cette approche consomme bien moins d’électricité que d’autres architectures quantiques, avantage crucial dans notre époque exigeant des volumes de calcul toujours croissants.
Quandela prévoit de produire une machine avec vingt-quatre qubits physiques en 2026. L’entreprise a déjà démontré des cas d’usage concrets et de nombreuses organisations explorent activement le calcul quantique avec ses machines actuelles. Cette approche pragmatique permet d’identifier les véritable avantages quantiques avant leur réalisation complète.
La génération de nombres vraiment aléatoires constitue une application déjà opérationnelle. Contrairement aux générateurs pseudo-aléatoires classiques, les ordinateurs quantiques produisent des séquences véritablement imprévisibles. OVHcloud a acheté un ordinateur Quandela et renforcé la sécurité de sites web en utilisant ces nombres aléatoires quantiques. Quandela garantit l’aléatoire véritable en utilisant les travaux d’Alain Aspect sur l’intrication quantique et l’effet EPR.
Les équations aux dérivées partielles, ubiquistes en physique et ingénierie, demandent des résolutions numériques complexes pour modéliser les écoulements fluides, les prévisions météorologiques et le comportement des structures. Quandela collabore avec EDF pour simuler les structures mécaniques des barrages et prédire la propagation des fissures. Les ordinateurs quantiques offrent ici un potentiel d’avantage significatif dans ces simulations critiques.
Pour le moment, aucun avantage quantique net n’apparaît sur la plupart des applications explorées. Cependant, tout indique que ces avantages émergeront bientôt grâce aux codes correcteurs d’erreurs. Il est donc pertinent pour les entreprises de commencer dès maintenant à familiariser leurs équipes avec ces technologies. Tester les résultats quantiques, même avec peu de qubits, permet de valider les prédictions avant une montée en puissance industrielle complète.
