Informatique quantique : les promesses pour les métiers

Le potentiel de l’informatique quantique en entreprise

Les DSI pourront tenir compte de trois caractéristiques essentielles de l’informatique quantique, conseille Suseel Menon, directeur de pratique chez Everest Group, un cabinet de recherche mondial basé à Dallas :

• Superposition. Un qubit représente et traite plusieurs possibilités ou combinaisons en même temps. En théorie, la superposition quantique peut faciliter le traitement de quantités massives de données, étant donné que les qubits peuvent représenter plusieurs états à la fois.
• Factorisation. Les ordinateurs quantiques excellent dans les problèmes de factorisation, qui ont de nombreuses applications dans les domaines de la cryptographie, de la compression des données et des systèmes de contrôle.
• Optimisation. Les ordinateurs quantiques sont très efficaces pour déterminer l’option ou l’action la plus efficace.

Où l’informatique quantique aura-t-elle des applications ?

Grâce « au quantique », les entreprises pourraient obtenir des résultats plus rapides et plus précis, ce qui permettrait d’accroître l’efficacité, de réduire les coûts et d’améliorer la prise de décision dans certains domaines.

Optimisation des itinéraires et de la gestion des flottes

« Le quantique » peut aider à déterminer l’allocation la plus efficace des ressources pour résoudre les problèmes courants de la chaîne d’approvisionnement (coûts, ponctualité et utilisation).

Ce type de problèmes pourrait nécessiter une tolérance aux pannes moins importante que d’autres applications. On peut donc espérer que ces résultats soient réalisables à plus court terme, estime Suseel Menon.

Optimisation de portefeuille

Les banques et sociétés de services financiers cherchent à identifier le portefeuille d’investissements le plus intéressant parmi des milliers d’actifs dont certains sont interconnectés. Des techniques quantiques pourraient analyser de multiples combinaisons en parallèle afin de déterminer la combinaison optimale d’investissements.

Compte tenu du risque inhérent, l’horizon de l’optimisation du portefeuille par « le quantique » est plus lointain que celui de l’optimisation des itinéraires, souligne Suseel Menon. Les institutions financières devront donc attendre des ordinateurs quantiques plus fiables ou tolérants aux pannes.

Chimie et simulation moléculaire

Les chercheurs s’appuient sur la simulation moléculaire pour comprendre le comportement des molécules au niveau quantique. Cet aspect est essentiel pour la découverte de médicaments ou la science des matériaux. Les ordinateurs quantiques pourraient analyser simultanément de nombreux flux de données, ce qui permettrait de découvrir des variations chimiques prometteuses.

Combinée à des systèmes d’IA comme AlphaFold2 de DeepMind, l’informatique quantique pourrait contribuer à accélérer le développement de médicaments et de produits chimiques, assure Suseel Menon. Ces applications nécessiteront cependant des niveaux élevés de tolérance aux pannes et exigeront une amélioration des techniques de superposition.

Détection de fraude

Une détection efficace de la fraude nécessite le traitement de grandes quantités de données. La prédiction de la fraude exige de très grandes capacités de calcul, et en temps réel. « Le quantique » pourrait aider à identifier les indicateurs de fraude plus rapidement et plus précisément, afin d’améliorer sa gestion proactive.

Mais tout comme dans la finance, les entreprises doivent garder à l’esprit que les réglementations et les contraintes de conformité ralentiront l’adoption de cette technologie, avertit Suseel Menon.

Optimisation de l’affectation de la main-d’œuvre

De nombreuses organisations reposent sur des processus qui nécessitent un équilibre délicat entre différents types d’employés, dotés de compétences différentes, d’outils et d’infrastructures physiques. L’informatique quantique pourrait trouver de nouveaux moyens « d’équilibrer » ces divers éléments afin d’assurer un fonctionnement plus efficace.

Nombre de ces problèmes sont plus faciles à décrire du point de vue de l’informatique quantique que d’autres problèmes, souligne Chirag Dekate, VP analyste chez Gartner. Les ordinateurs quantiques pourraient être utilisés pour calculer directement de meilleurs résultats ou développer des algorithmes classiques plus efficaces afin de résoudre des problèmes d’optimisation spécifiques.

Simulation de la conception des produits

Les entreprises se tournent de plus en plus vers les jumeaux numériques pour représenter les différentes caractéristiques d’un produit. Elles peuvent ainsi modifier le poids, la taille physique ou la composition des matériaux afin de déterminer les domaines à améliorer et de tester les faiblesses dans un environnement numérique simulé.

Dans ce cadre, les entreprises manufacturières pourraient utiliser des jumeaux numériques et « le quantique » pour optimiser le travail de conception en multipliant le nombre de caractéristiques et de variations.

Développement de médicaments

Les entreprises pharmaceutiques doivent tester les propriétés chimiques et biologiques de milliers de cellules expérimentales. Pour cela elles commencent à développer des laboratoires robotisés pour aider à mélanger. « Imaginez que vous puissiez faire tout cela dans la mémoire d’un ordinateur quantique », lance Chirag Dekate.

Les ordinateurs quantiques pourraient aider à classer les molécules candidates par ordre de priorité et à les présélectionner, afin que les laboratoires physiques puissent se concentrer sur les possibilités les plus prometteuses.

Ce cas d’utilisation gagnera probablement en importance au cours des 10 à 15 prochaines années, anticipe l’expert de Gartner.

Transition vers une économie Net Zero

Pour aller vers une économie Net Zero, les matériaux vont devoir être plus résistants, plus légers et plus performants. Un cocktail allongera la durée de vie des produits, facilitera leur réusinage et permettra de consommer moins d’énergie à l’utilisation.

Les ordinateurs quantiques peuvent contribuer à concevoir ces matériaux, mais aussi à accélérer le processus itératif utilisé par les scientifiques pour améliorer les technologies de batteries, avance Chirag Dekate.

Comment les entreprises peuvent-elles se préparer aux systèmes quantiques ?

L’informatique quantique à l’échelle industrielle et tolérante aux pannes n’est pas encore pour aujourd’hui. Mais les entreprises peuvent déjà se lancer dans certaines initiatives.

Suseel Menon conseille de suivre les points suivantes pour créer un programme d’expérimentation quantique :

1. Constituer un groupe de travail.
2. Développer une solide connaissance du marché et identifier les cas d’utilisation.
3. Se doter de talents ou/et développer les compétences dans le domaine.
4. Trouver les bons partenaires et vendeurs.
5. Développer des algorithmes.
6. Lancer des PoC.

Les fondations des talents quantiques

L’informatique quantique reste un « chantier » qui change et évolue rapidement. De nombreuses entreprises se demandent si elles doivent attendre cinq ans ou si elles doivent explorer « le quantique » dès aujourd’hui, constate Chirag Dekate. Pour lui, la réponse est claire : il faut d’ores et déjà évaluer en permanence l’évolution de l’écosystème – que ce soit au niveau du hardware quantique, que des stacks middleware et logiciels.

Les entreprises n’ont pas nécessairement besoin d’investir dès aujourd’hui, du moins pas massivement, mais elles se doivent de suivre ces évolutions.

Ce qui peut – et doit être fait – rapidement en revanche, c’est d’investir dans les talents pour se créer une « culture quantique ». Cela peut être aussi simple que de financer des programmes d’informatique quantique dans les universités locales ou de parrainer des étudiants qui obtiennent des maîtrises ou des doctorats.

Ce type de mesures proactives contribuera à créer un vivier et des ponts entre l’université et l’entreprise. Ces talents seront familiarisés avec les types de cas d’utilisation dont les organisations auront besoin une fois que la technologie aura atteint sa maturité, vante Chirag Dekate.

Il est également recommandé de commencer modestement dans les PoC, sous peine de subir les foudres des investisseurs et du conseil d’administration de l’entreprise. « Même si vous investissez aujourd’hui dans “le quantique”, faites preuve d’une grande humilité, car il sera très difficile d’en démontrer la valeur », avertit Chirag Dekate.

« Mais allez-y ! Commencez, par exemple, par créer des manuels techniques et par parrainer des étudiants de troisième cycle dans votre région », conclut-il.