Informatique quantique : croissance attendue de 30 % par an d’ici 2026

L’informatique quantique n’aide pas seulement à gagner en vitesse

Au-delà de leur rapidité, il existe certains domaines dans lesquels les ordinateurs quantiques pourraient avoir un impact important. Il s’agit notamment des domaines suivants :

1. La simulation quantique : Les ordinateurs quantiques fonctionnent exceptionnellement bien pour modéliser… d’autres systèmes quantiques, car ils utilisent eux-mêmes des phénomènes quantiques dans leurs calculs.

Par conséquent, ils peuvent gérer la complexité et l’ambiguïté de systèmes qui surchargeraient un système informatique traditionnel. Parmi les exemples de systèmes quantiques pouvant être modélisés figurent les formations moléculaires complexes, le développement de médicaments et la photosynthèse ou encore, de manière connexe, les modélisations météorologiques.

2. Optimisation : L’optimisation est le processus qui consiste à trouver la solution optimale à un problème, compte tenu du résultat souhaité et des contraintes. Dans le monde des affaires, les décisions critiques sont prises en fonction de facteurs tels que le coût, la qualité et le temps de production, qui peuvent tous être optimisés.

L’application de l’informatique quantique permet de trouver des solutions d’optimisation qui seraient impossibles à obtenir avec un ordinateur traditionnel. Elle pourrait être appliquée à la gestion d’un certain nombre de systèmes complexes, avec des applications aussi diverses que la gestion du trafic, la livraison de colis, le stockage d’énergie et l’affectation des portes d’embarquement des avions.

3. Quantum machine learning : le machine learning sur les ordinateurs traditionnels, bien qu’il ait été très prometteur, est actuellement limité par un coût de calcul élevé. Le machine learning basé sur des logiciels/algorithmes quantiques pourrait gérer une plus grande complexité et fonctionner plus rapidement et plus efficacement.

4. Cryptographie : la cryptographie classique, comme l’algorithme RSA (Rivest-Shamir-Adleman) utilisé par les ordinateurs modernes pour crypter et décrypter les données, repose sur l’intractabilité de problèmes tels que la factorisation des nombres entiers ou les logarithmes discrets.

La cryptographie quantique, également appelée chiffrement quantique, chiffre les messages de manière à ce qu’ils ne soient jamais lus par quiconque en dehors du destinataire prévu. Elle tire parti des états multiples du quantum, associés à sa « théorie du non changement », ce qui signifie qu’elle ne peut être interrompue à son insu.

Aussi une menace quantique à anticiper

L’ordinateur quantique représente une opportunité pour de nombreux domaines technologiques et commerciaux, mais il est aussi une menace pour la cybersécurité. Un ordinateur quantique suffisamment puissant sera capable de casser en quelques minutes les systèmes de cryptage à clé publique.

Les systèmes de cryptage à clé publique (RSA ou Diffie Hellman) reposent en effet sur des algorithmes et des problèmes mathématiques complexes à résoudre pour les ordinateurs classiques, mais faciles à démêler pour les machines quantiques.

À titre d’exemple, la connexion à un site web sécurisé est un cas d’utilisation très courant : le système à clés publiques permet d’initier et d’authentifier une transaction entre le navigateur d’un ordinateur et le serveur du site web et d’échanger des clés privées. Ces clés privées seront ensuite utilisées pour crypter l’ensemble de la transaction avec un algorithme symétrique (ce qui est beaucoup plus rapide). La remise en cause de la sécurité des systèmes à clés publiques remet donc en cause la confidentialité des clés privées et donc de toutes les données échangées (données personnelles, données bancaires, e-commerce…)

Le chiffrement des données est utilisé dans tous les secteurs y compris celui des communications. Ceci étant, des réponses sont aussi possibles. Cryptonext (co-auteur du rapport de Klecha & Co) fournit par exemple l’armée avec des systèmes de clés résistantes au quantique.

L’auteur :

Stéphane Klecha est le fondateur Klecha & Co., une banque privée d’investissement européenne spécialisée dans les technologies, les logiciels, les services informatiques, le matériel et l’IoT. Fondée en 2009, Klecha & Co. est présente à Paris, Milan, New York et Londres. Au cours des 10 dernières années, elle a réalisé plus de 60 opérations de fusions et d’acquisitions et de levées de capitaux.