L’intégration émergente de la puissance du calcul quantique et de l’intelligence artificielle promet de pousser encore plus loin la frontière technologique. Alors que les États-Unis mènent l’avancée, la Chine et l’Union européenne (UE) rivalisent pour la suprématie dans ce domaine. Le 9 décembre 2024, Google a présenté Willow, un processeur quantique capable de résoudre en moins de cinq minutes un problème qui nécessiterait les ordinateurs les plus rapides du monde 10 septillions d’années, un chiffre qui dépasse de loin l’âge estimé de l’univers. Seulement quelques mois plus tard, le 18 mai 2025, NVIDIA a inauguré au Japon ce qui est décrit comme « le plus grand superordinateur de recherche quantique du monde ». Ce système hybride, composé d’ordinateurs traditionnels et de processeurs quantiques, a ses activités coordonnées par l’intelligence artificielle (IA). Ce sont les deux étapes les plus récentes de l’accélération vigoureuse qui pousse la Quantum AI, c’est-à-dire la combinaison de la puissance du calcul quantique et de l’intelligence artificielle. Cette révolution technologique, bien qu’elle puisse encore être considérée comme une promesse ambitieuse, est destinée à transformer les économies et les sociétés à l’échelle mondiale.
La grande force du calcul quantique réside dans le fait que, contrairement aux ordinateurs traditionnels qui traitent l’information en utilisant des bits avec des valeurs de 0 ou 1, les processeurs quantiques utilisent des qubits, qui peuvent adopter simultanément plusieurs valeurs, permettant de gérer une quantité beaucoup plus grande de calculs. Bien que pour certaines tâches les ordinateurs traditionnels de grande puissance restent plus efficaces, dans certains domaines le calcul quantique pourrait résoudre des problèmes actuellement insolubles ou réaliser des simulations complexes. Cependant, il est nécessaire d’utiliser le conditionnel, car les calculs quantiques actuels souffrent d’erreurs qui nécessitent des méthodes sophistiquées de correction pour obtenir des résultats fiables. C’est ici que l’intelligence artificielle fait une contribution importante, grâce à des algorithmes qui optimisent le fonctionnement des processeurs, permettent une gestion plus efficace de l’information, corrigent les erreurs et vont même jusqu’à concevoir des circuits plus performants de manière autonome. D’un autre côté, l’alliance avec l’IA, les ordinateurs quantiques offrent une solution aux limites du matériel traditionnel pour améliorer les applications d’intelligence artificielle, fournissant plus de ressources pour l’analyse des données et l’entraînement des modèles. Dans cette synergie, les deux technologies se complètent mutuellement et peuvent se propulser vers de nouveaux jalons technologiques.
L’intérêt pour les développements de cette combinaison
a été certifié par la décision des Nations Unies de déclarer 2025 l’Année internationale de la science et des technologies quantiques, avec pour objectif de sensibiliser l’opinion publique à l’importance et à l’impact de la science et des applications quantiques dans tous les aspects de la vie. Au-delà des initiatives multilatérales de collaboration et de sensibilisation, la valeur stratégique croissante de la Quantum AI a déclenché une compétition mondiale impliquant des gouvernements, de grandes entreprises et des centres de recherche. Les États-Unis, actuellement, possèdent un leadership basé sur leur suprématie tant dans le domaine quantique que dans celui de l’IA. Les géants technologiques privés, notamment IBM, Google, Microsoft et Amazon, mènent cette course. IBM détient le plus grand nombre de brevets quantiques déposés à l’Office des brevets et des marques des États-Unis (USPTO), passant de 63 brevets en 2013 à 790 en 2023. Google, de son côté, a développé en collaboration avec la NASA le Quantum Artificial Intelligence Lab et s’est proposé de lancer sur le marché, en 2029, la première Quantum AI appliquée à des problèmes réels dans les secteurs de la pharmacie, de l’énergie et des matériaux. Traditionnellement, Washington fait confiance au rôle moteur du secteur privé, mais a également identifié le calcul quantique comme un domaine à soutenir avec des fonds publics, limitant en même temps l’accès à ces technologies par ses adversaires. En décembre 2024, avec un vote bipartite, le Congrès a approuvé le National Quantum Initiative Reauthorization Act, qui destine 2,7 milliards de dollars sur cinq ans pour avancer dans les applications pratiques de la technologie quantique, avec un accent particulier sur les implications pour la sécurité nationale. Cette législation élargit la portée des mesures précédentes approuvées en 2018 et déplace l’attention de la recherche de base vers des applications plus concrètes.
En octobre 2024, le Département du Trésor des États-Unis a annoncé des restrictions sévères à certains types d’investissements et au transfert de connaissances vers des entreprises étrangères (pour l’instant seulement chinoises) opérant dans ce domaine. Ces restrictions s’ajoutent à celles imposées en septembre 2024 par le Département du Commerce sur l’exportation de technologies sensibles pour le développement de processeurs quantiques. Les craintes de Washington sont dirigées vers la Chine, qui a déjà inclus la technologie quantique parmi les projets scientifiques prioritaires dans son Plan Quinquennal de 2016. Dans le plan suivant, jusqu’en 2025, la science de l’information quantique a été classée comme la deuxième zone clé parmi les technologies émergentes, juste après l’intelligence artificielle et avant les semiconducteurs. Les budgets publics démontrent l’importance que Pékin accorde à ce domaine. Selon les données de McKinsey, en 2023 les investissements publics s’élevaient à 15,3 milliards de dollars, bien au-dessus des 3,8 milliards de dollars des États-Unis. Ce soutien a conduit les chercheurs chinois à déposer plus de brevets que les États-Unis et l’Europe réunis. Cependant, ce leadership absolu est atténué par le fait que 60% des brevets appliqués ou cités dans des travaux scientifiques sont toujours d’origine américaine. La production énorme de brevets est due au rôle prédominant des universités et des instituts de recherche dans l’écosystème quantique chinois, tandis que les initiatives des entreprises privées ont rencontré quelques obstacles. En 2024, de grands groupes comme Alibaba et Baidu ont décidé de fermer leurs laboratoires quantiques, en faisant don des installations à des entités publiques. Les raisons exactes de cette décision sont difficiles à préciser. Certains analystes l’attribuent à la tentative de Pékin de centraliser au niveau de l’État le développement d’une technologie considérée comme stratégique et très sensible. D’autres l’interprètent comme un signe de ralentissement de l’enthousiasme pour un secteur qui, bien qu’il offre des scénarios prometteurs, offre des bénéfices limités à court terme. Les sceptiques argumentent que la révolution annoncée est prématurée et que les applications pratiques, qui apporteraient également des retours économiques, se limitent à quelques expériences dans des domaines très spécifiques. De plus, les processeurs quantiques sont coûteux, fragiles et nécessitent des conditions extrêmes (températures proches du zéro absolu) pour fonctionner de manière efficace.
Malgré ces incertitudes, la contribution de l’intelligence artificielle transforme le secteur quantique en le prochain terrain de compétition technologique entre les deux superpuissances. Dans un scénario futur où seuls les États-Unis et la Chine disposeraient de processeurs avancés, le reste du monde serait obligé de choisir entre l’un ou l’autre pour bénéficier des applications. Cette perspective inquiète l’Union européenne et la pousse à construire son propre autonomie quantique. En 2018, l’Union européenne a lancé le programme Quantum Flagship, une initiative décennale dotée de mille millions d’euros, qui a déjà financé de nombreux projets d’universités, de centres de recherche et d’entreprises. En décembre 2023, la Commission européenne a promu la Déclaration européenne sur les technologies quantiques, dans laquelle les gouvernements se sont engagés à renforcer encore plus la coopération et les investissements, avec pour objectif de transformer le Vieux Continent en la « Quantum Valley du monde ». Cet objectif ambitieux repose sur un réseau d’ordinateurs quantiques installés dans plusieurs pays, y compris l’Italie, grâce à l’initiative EuroHPC (Initiative commune européenne pour le calcul à haute performance). Cet écosystème fédéré d’infrastructures quantiques et de supercalcul permet des applications avancées et des services aux citoyens, organisations et entreprises. En décembre dernier, il a été annoncé que le consortium Innovate, dirigé par CINECA (le consortium interuniversitaire italien qui gère les infrastructures de supercalcul) et composé de sept partenaires industriels italiens de divers secteurs, a été sélectionné pour héberger et gérer le premier superordinateur industriel d’EuroHPC. L’infrastructure sera installée au Tecnopolo de Bologne, déjà siège du superordinateur Leonardo, également partie du réseau européen. En plus d’une solide tradition de recherche académique dans le domaine de la quantique, l’Italie possède diverses excellences. En 2024, l’Université Federico II de Naples a inauguré le Superconducting Quantum Computing Center, une structure de pointe qui fait partie d’un réseau coordonné par le Centre national de recherche en supercalcul (ICSC). Pour l’Italie, ainsi que pour tous les pays engagés dans le développement de la quantique, le défi des prochaines années sera de traduire la recherche en applications pratiques. La combinaison avec l’intelligence artificielle pourrait faciliter cette transition stratégique, transformant la Quantum AI en une véritable révolution capable de façonner le développement économique des pays, avec une augmentation consécutive de la compétition géopolitique pour le contrôle de cette technologie.
