Tous les pays rivalisent pour avoir une longueur d'avance dans la course à l'avenir quantique du monde. Il y a un an, les États-Unis, le Royaume-Uni et l'Australie se sont associés pour développer des applications militaires des technologies numériques, notamment des technologies d'informatique quantique. Cela faisait suite à l'adoption en 2019 de la loi sur l'initiative quantique nationale par le Congrès américain, qui exposait les plans du pays pour créer rapidement des capacités d'informatique quantique.

Auparavant, l'Europe a lancé en 2016 un projet de recherche sur l'informatique quantique d'un milliard de dollars, Quantum Flagship, et ses États membres ont commencé à construire une infrastructure de communication quantique qui sera opérationnelle d'ici 2027. Dans la même veine, le^14e plan quinquennal de la Chine (2021-2025) donne la priorité au développement de l'informatique et des communications quantiques d'ici 2030. Au total, entre 2019 et 2021, la Chine a investi pas moins de 11 milliards de dollars, l'Europe avait dépensé 5 milliards de dollars, les États-Unis 3 milliards de dollars et le Royaume-Uni environ 1,8 milliard de dollars entre pour devenir les superpuissances quantiques de demain.

Alors que le développement scientifique des technologies quantiques prend de l'ampleur, la création d'ordinateurs quantiques est devenue une priorité pour les nations qui souhaitent acquérir le prochain avantage concurrentiel à l'ère numérique. Ils recherchent cet avantage pour deux raisons très différentes. D'une part, les technologies quantiques vont probablement transformer presque tous les secteurs, de l'automobile à l'aérospatiale en passant par la finance et les produits pharmaceutiques. Selon de récentes estimations du BCG, ces systèmes pourraient créer une nouvelle valeur comprise entre 450 et 850 milliards de dollars au cours des 15 à 30 prochaines années.

D'autre part, les systèmes d'informatique quantique constitueront une menace importante pour la cybersécurité dans le monde entier, comme nous l'avons indiqué dans une précédente chronique. Les pirates pourront les utiliser pour déchiffrer les clés publiques générées par le système de cryptage RSA et pour percer la sécurité de tout dispositif, système ou réseau crypté de manière conventionnelle. Elle constituera une puissante cybermenace, communément appelée Y2Q (Years to Quantum), pour les particuliers et les institutions ainsi que pour les entreprises et les gouvernements. Ces derniers n'ont d'autre choix que de relever ce défi sans précédent en développant des contre-mesures telles que la cryptographie post-quantique, qui nécessitera elle-même l'utilisation de systèmes quantiques.

Depuis la révolution industrielle, les pays ont appris à leurs dépens que les technologies à usage général, comme l'informatique quantique, sont essentielles à leur compétitivité. Prenons par exemple la fabrication de semi-conducteurs, que les États-Unis, la Chine, la Corée du Sud et Taïwan ont dominée ces derniers temps. Lorsque la pandémie de COVID-19 et d'autres facteurs ont entraîné une chute soudaine de la production au cours des deux dernières années, cela a provoqué des arrêts de production et des hausses de prix dans plus de 150 industries, dont l'automobile, les ordinateurs et le matériel de télécommunications. De nombreux pays, parmi lesquels les membres de l'Union européenne, le Brésil, l'Inde, la Turquie et même les États-Unis, ont été durement touchés et tentent aujourd'hui de reconstruire leurs chaînes d'approvisionnement en semi-conducteurs. De même, la Chine fabrique la plupart des batteries électriques du monde, les États-Unis ne contribuant qu'à environ 7 % de la production mondiale. C'est pourquoi les États-Unis ont récemment annoncé des incitations financières pour encourager les entreprises à créer davantage de capacités de fabrication de batteries électriques sur leur territoire.

La situation pourrait être bien pire si les pays et les entreprises ne s'attachent pas dès maintenant à accroître leur souveraineté quantique. Le développement et le déploiement de tels systèmes nécessitant les efforts des secteurs public et privé, il est important que les gouvernements comparent leurs efforts sur les deux fronts avec ceux des autres pays.

Les États-Unisdevraient être le chef de file mondial de l'informatique quantique, en s'appuyant sur leurs géants de la technologie, tels qu'IBM et Google, pour inventer des systèmes quantiques, ainsi que sur de nombreuses start-ups qui développent des applications logicielles. Ces dernières attirent près de 50 % des investissements dans l'informatique quantique par les fonds de capital-risque et de capital-investissement, selon les estimations du BCG. Bien que le gouvernement américain n'ait alloué que 1,1 milliard de dollars, il a créé des mécanismes qui coordonnent efficacement les efforts de toutes ses agences telles que le NIST, la DARPA, la NASA et le NQI.

Le souffle dans le cou des États-Unis : LaChine, dont le gouvernement a dépensé plus que tout autre pour développer des systèmes quantiques. . Ces investissements ont stimulé la recherche universitaire. Selon nos estimations, la Chine produira plus de 10 % de la recherche mondiale en 2021, ce qui la place en deuxième position derrière les États-Unis : Moins d'un an après que la machine quantique de Google a résolu en quelques minutes un calcul qui aurait demandé des milliers d'années aux superordinateurs, l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) a résolu un problème trois fois plus difficile. En septembre 2021, la Chine n'avait pas créé autant de start-ups que les États-Unis, mais elle comptait sur ses géants du numérique tels qu'Alibaba, Baidu et Tencent pour développer des applications quantiques.

Après les États-Unis et la Chine, les efforts del'Union européenne en matière d'informatique quantique sont portés par ses États membres et par l'Union. Le programme Quantum Flagship de l'UE coordonne les projets de recherche sur tout le continent, mais ces efforts ne sont pas encore totalement harmonisés. Plusieurs projets importants, comme ceux de la France et de l'Allemagne, risquent de faire double emploi ou n'exploitent pas suffisamment les synergies. Si l'UE a donné naissance à plusieurs start-ups qui travaillent à différents niveaux de la pile technologique - comme la Finlandaise IQM et la Française Pasqal -, beaucoup d'entre elles semblent avoir peu de chances de se développer en raison de la pénurie de financement en phase finale. En fait, selon les estimations du BCG, les jeunes entreprises de l'UE n'ont attiré qu'un septième du financement de leurs homologues américaines.

Enfin, le Royaume-Uni a été l'un des premiers pays au monde à lancer un programme d'informatique quantique financé par le gouvernement. Pour aller de l'avant, le Royaume-Uni compte sur ses politiques éducatives et ses universités, sur les bourses d'études pour les diplômes de troisième cycle et sur les centres de formation doctorale. À l'instar de l'Union européenne, le Royaume-Uni a également donné naissance à des start-ups prometteuses telles qu'Orca, qui a annoncé l'an dernier le plus petit ordinateur quantique du monde. Toutefois, les jeunes pousses britanniques risquent de ne pas trouver suffisamment de capitaux pour se développer, et nombre d'entre elles sont susceptibles d'être rachetées par les géants américains du numérique.

D'autres pays, comme l'Australie, le Canada, Israël, le Japon et la Russie, sont également dans la course à l'informatique quantique et pourraient se tailler un rôle. Par exemple, le Canada abrite plusieurs start-ups prometteuses, comme D-Wave, leader dans le domaine des ordinateurs à recuit, tandis que le Japon utilise des fonds publics pour développer un ordinateur quantique national d'ici mars 2023. (Pour une analyse des positions comparatives et des défis auxquels les pays sont confrontés en matière d'informatique quantique, veuillez consulter le récent rapport du BCG).

Les quatre clés de la "souveraineté quantique".

Pendant ce temps, le centre de gravité de l'industrie de l'informatique quantique se déplace vers les défis liés au développement d'applications et à l'adoption de la technologie. Cette évolution offre aux pays, en particulier aux pays suiveurs, l'occasion de rattraper les leaders avant qu'il ne soit trop tard. Les gouvernements doivent utiliser quatre leviers de concert pour accélérer leur souveraineté quantique :

* Lesgouvernements doivent investir plus qu'ils ne le font actuellement s'ils souhaitent développer des systèmes quantiques à long terme, même s'ils concluent des partenariats pour apporter la technologie à court terme. Une fois qu'ils ont obtenu le matériel, les États doivent créer une infrastructure partagée pour faire évoluer l'industrie. Les Pays-Bas, par exemple, ont mis en place Quantum Inspire, une plateforme qui fournit aux utilisateurs le matériel nécessaire pour effectuer des calculs quantiques.

* Lesgouvernements doivent utiliser leur financement et leur influence pour coordonner le travail des acteurs publics et privés, comme le fait par exemple le Quantum Coordination Office des États-Unis. En outre, les décideurs doivent mettre en relation les parties prenantes pour soutenir le développement de la technologie. C'est ainsi que le ministère américain de l'énergie, par exemple, s'est associé à l'université de Chicago ; ensemble, ils ont mis en place un accélérateur pour mettre en relation les jeunes entreprises avec des investisseurs et des experts scientifiques.

* Faciliter la transition. Les gouvernements doivent soutenir la transition des entreprises vers l'économie quantique. Ils doivent offrir des incitations financières - telles que des crédits d'impôt, une aide à l'infrastructure, des financements sans ou à faible taux d'intérêt et des terrains gratuits - afin que les entreprises en place passent rapidement aux technologies quantiques. Le Royaume-Uni, par exemple, a récemment élargi son programme d'allégement fiscal pour la R&D afin de couvrir les investissements dans les technologies quantiques.

* Développer le talent commercial.Au lieu de former uniquement des universitaires et des scientifiques, les politiques gouvernementales devront catalyser la création d'une nouvelle race de talents entrepreneuriaux et exécutifs qui pourront occuper des rôles clés dans les entreprises quantiques. Pour accélérer le processus, la Suisse, par exemple, a contribué à créer un programme de maîtrise plutôt que de proposer uniquement des programmes de doctorat sur le sujet.

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Toutes les technologies à usage général n'affectent pas la sécurité et la souveraineté d'un pays comme le fait l'informatique quantique, mais elles sont toutes essentielles à la compétitivité. Si de nombreux pays parlent de développer des capacités quantiques, leurs efforts ne se sont pas traduits par des avancées majeures, comme aux États-Unis et en Chine. Il est temps que chaque gouvernement se souvienne que s'il perd la course à l'informatique quantique, son indépendance technologique s'érodera - et, contrairement au chat de Schrödinger, il ne fait aucun doute que sa compétitivité mondiale s'atrophiera.

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François Candelon estdirecteur général et associé principal du BCG et directeur mondial du BCG Henderson Institute.

Maxime Courtaux est chef de projet au BCG et ambassadeur au BCG Henderson Institute.

Gabriel Nahas est data senior scientist au BCG Gamma et ambassadeur au BCG Henderson Institute.

Jean-François Bobier est associé et directeur au BCG.

Certaines entreprises présentées dans cette rubrique sont des clients actuels ou passés du BCG.