Pendant vingt ans, l'informatique quantique s'est mesurée en qubits. Le nombre montait, les annonces se succédaient, et la question gênante restait suspendue : à quoi sert une machine dont les résultats se dissolvent dans le bruit avant la fin du calcul? Le département américain de l'Énergie (DOE) vient de trancher la question à sa manière, en y mettant un prix et une date.
Un concours doté de 215 millions de dollars
Selon la revue Science, dont l'information a été relayée notamment par le média scientifique chinois Science Net (科学网), le DOE finance une compétition d'environ 215 millions de dollars américains. L'objectif imposé aux équipes en lice : livrer, d'ici 2028, un ordinateur quantique doté d'une capacité de correction d'erreurs et capable de produire un résultat scientifiquement utile — pas une démonstration de laboratoire taillée sur mesure pour battre un superordinateur classique, mais un calcul dont les physiciens, les chimistes ou les spécialistes des matériaux auraient réellement l'usage.
La formule du concours n'est pas anodine. Plutôt que de distribuer des subventions à fonds perdu, l'agence met des équipes en rivalité directe, avec des jalons à franchir et une élimination progressive. C'est le modèle qu'a popularisé la DARPA, l'agence de recherche du Pentagone, avec sa Quantum Benchmarking Initiative lancée en 2024-2025 : une quinzaine d'entreprises admises en première étape, un objectif affiché de déterminer si une machine quantique « à l'échelle utile » est atteignable avant 2033, et surtout une évaluation indépendante des prétentions de chacun. Le DOE reprend la logique, mais resserre brutalement l'horizon : 2028, c'est demain.
Pourquoi la correction d'erreurs est devenue le vrai examen
Un qubit est un objet fragile. Un courant supraconducteur, un atome piégé par des lasers, un ion suspendu dans un champ électromagnétique : la moindre vibration, le moindre photon parasite, et l'information encodée se dégrade. Les meilleurs processeurs actuels affichent des taux d'erreur de l'ordre de un pour mille par opération. Cela semble faible, sauf qu'un algorithme intéressant en exige des millions, voire des milliards. L'erreur s'accumule, le résultat devient du bruit.
La parade est connue depuis les années 1990 : répartir l'information d'un seul qubit « logique » sur des dizaines, voire des milliers de qubits physiques, et détecter les erreurs en continu sans jamais lire directement l'information protégée. Ce qui a changé récemment, c'est que la théorie est passée à la pratique. En décembre 2024, l'équipe de Google a publié dans Nature des résultats obtenus avec sa puce Willow montrant qu'en agrandissant le code correcteur de surface, le taux d'erreur du qubit logique diminuait au lieu d'augmenter. Ce franchissement du « seuil » est l'équivalent, pour le domaine, du premier vol motorisé : la démonstration que la trajectoire existe.
Depuis, les jalons s'enchaînent. Des équipes universitaires et des entreprises travaillant avec des atomes neutres piégés — la filière portée notamment par des laboratoires de Harvard, du MIT et de Caltech — ont manipulé des dizaines de qubits logiques et fait passer les tableaux d'atomes de quelques centaines à plusieurs milliers de sites. Les machines à ions piégés, plus lentes mais nettement plus fidèles, ont produit certains des qubits logiques les plus propres jamais mesurés. IBM, de son côté, a publié une feuille de route explicite menant à une machine tolérante aux fautes en fin de décennie, avec une architecture de codes correcteurs moins gourmande en qubits physiques que le code de surface.
C'est ce contexte qui rend le concours du DOE crédible — et risqué. Crédible, parce que plus personne ne débat de la faisabilité théorique. Risqué, parce que passer de quelques qubits logiques à une machine qui résout un problème scientifique réel suppose un changement d'échelle industriel : cryogénie, électronique de contrôle, câblage, décodeurs classiques capables de traiter les signaux d'erreur en temps réel. Le goulot d'étranglement n'est plus seulement la physique, il est aussi l'ingénierie.
Ce que le choix du DOE dit de la stratégie américaine
Que ce soit le département de l'Énergie qui pilote l'opération n'a rien d'un détail administratif. Le DOE possède le réseau des laboratoires nationaux — Oak Ridge, Argonne, Fermilab, Brookhaven, Berkeley, Sandia — et finance depuis 2020 cinq centres de recherche en science de l'information quantique. C'est aussi l'agence qui exploite les plus puissants superordinateurs classiques du pays, donc celle qui est le mieux placée pour vérifier si un résultat quantique est vraiment hors de portée des machines conventionnelles. Cette capacité d'arbitrage compte : plusieurs prétendues démonstrations de « suprématie quantique » ont été démontées en quelques mois par des algorithmes classiques mieux conçus.
Le DOE amène en outre les problèmes. Simulation de molécules pour la catalyse, structure électronique des matériaux supraconducteurs, chromodynamique quantique sur réseau, physique nucléaire : ce sont ses propres chercheurs qui définiraient ce qu'est un résultat « scientifiquement utile ». Le concours évite ainsi le piège des tâches artificielles conçues pour flatter le matériel.
En arrière-plan, il y a la National Quantum Initiative, adoptée en 2018, dont la reconduction a longtemps traîné au Congrès pendant que d'autres puissances accéléraient. La Chine a investi massivement dans les processeurs supraconducteurs — la série Zuchongzhi — et dans les communications quantiques. L'Union européenne finance son Quantum Flagship, l'Allemagne et les Pays-Bas ont bâti des filières nationales, le Royaume-Uni, le Japon, l'Australie, le Canada, l'Inde et Singapour ont chacun leur programme. Le format « concours » est une réponse à cette dispersion : au lieu de saupoudrer, Washington concentre l'argent sur les équipes qui franchissent des jalons vérifiables.
Un calendrier que peu d'experts prennent au pied de la lettre
Deux ans, c'est court. La plupart des feuilles de route industrielles placent la tolérance aux fautes complète autour de 2029-2033. Le pari du DOE repose donc sur une définition intermédiaire de l'utilité : une machine « à correction d'erreurs » n'est pas forcément une machine pleinement tolérante aux fautes. Il peut s'agir d'un système hybride, où la correction stabilise suffisamment quelques dizaines de qubits logiques pour mener une simulation ciblée, hors de portée du calcul classique, sur un problème étroit mais réel.
C'est là que se jouera l'évaluation, et c'est aussi là que le bât peut blesser. La tentation, pour une équipe sous pression, sera de choisir un problème sur mesure et de qualifier d'« utile » ce qui n'intéresse qu'elle. La crédibilité du programme dépendra de la rigueur des juges — et de la publication des critères.
Quoi qu'il advienne en 2028, le déplacement de l'attention est déjà acquis. La course ne se mesure plus au nombre de qubits affichés dans un communiqué, mais au nombre de qubits logiques stables et à la profondeur de circuit qu'ils autorisent. C'est une métrique moins spectaculaire, beaucoup plus difficile à maquiller, et c'est précisément pour cela qu'elle s'impose.