Encore balbutiant il y a quelques années, l'écosystème français de l'informatique quantique affiche aujourd'hui un puissant dynamisme. En mars 2022, la jeune pousse Alice & Bob a fait le buzz en revendiquant le bit quantique (ou qubit) supraconducteur le plus stable au monde, et en annonçant du même coup une levée de 27 millions d'euros. En début d'année, Pasqal rachetait le hollandais Qu&Co, et plus récemment, Quandela mettait en service un connecteur pour manipuler des qubits sur des processeurs photoniques, une première mondiale. Sans compter les tous premiers produits mis sur le marché. Autant d'annonces qui démontrent la vitalité du secteur.

Un ordinateur quantique ayant la capacité à traiter simultanément plusieurs états à la fois, sa performance augmente de manière exponentielle au fur et à mesure de l'ajout de nouveaux qubits. Maintenir les qubits dans un état quantique stable est toutefois un véritable défi technique. Il existe pour cela plusieurs techniques : certains acteurs choisissent de les refroidir à une température cryogénique, d'autres les piégent avec un laser. Dans tous les cas, il s'agit d'un processus laborieux, qui demande de s'appuyer sur des travaux de recherche poussés, mais aussi de pouvoir investir dans du matériel coûteux.

"Lorsque nous avons créé Quandela, en 2017, nous étions l'une des premières start-ups du quantique en France. Depuis, absolument tout a changé. Il y a de plus en plus d'entreprises qui se lancent, et depuis le Covid, l'idée de faire du hardware, de mettre en place ses propres ateliers d'assemblage en France, trouve un accueil beaucoup plus favorable auprès des investisseurs. L'autre nouveauté est que les grands groupes sont prêts à investir pour se former à cette technologie et développer des usages", constate Valérian Giesz, cofondateur et directeur général de Quandela. Un acteur qui a levé 15 millions d'euros en 2021, et souhaite construire son serveur quantique en France d'ici 2023.

L'ENS, l'INRIA et le CNRS à la manœuvre

Si nous assistons aujourd'hui à l'éclosion soudaine d'un écosystème quantique, celui-ci est le fruit d'un lent processus de maturation, issu de nombreuses années de recherche en laboratoire. "La technologie de source de photons uniques, sur laquelle nous nous appuyons pour construire notre machine, a été développée pendant vingt ans au CNRS", précise Valérian Giesz.

"Le quantique est un écosystème deep tech, avec une forte intensité capitalistique et des cycles extrêmement longs, qui s'appuie sur le monde de la recherche fondamentale"

Lorsque l'on échange avec ces jeunes pousses, c'est la même histoire qui revient : les fondateurs se sont rencontrés dans un laboratoire de recherche, et ont ensuite décidé de créer leur activité. Avant de cofonder C12 avec son frère jumeau Pierre, Matthieu Desjardins faisait partie du groupe de recherche de Takis Kontos au sein du laboratoire de physique de l'Ecole normale supérieure. Un laboratoire qui travaillait entre autres sur l'usage des nanotubes de carbone au service de l'électronique quantique. "Après des résultats prometteurs, Matthieu Desjardins a décidé de créer sa start-up. Trois membres du groupe de recherche sont également devenus conseillers scientifiques de l'entreprise", raconte Juliette Ginies, directrice du personnel de C12. Après avoir levé 10 millions de dollars en juin 2021, la société, qui utilise les nanotubes de carbone pour réduire les erreurs des qubits, compte réaliser une série A pour nourrir sa croissance.

Avec pour objectif de développer des logiciels de cryptographie post-quantique, Cryptonext Security est une spin-off de l'INRIA, du CNRS et de Sorbonne Université, également issue de vingt ans de recherche scientifique. Son ambition ? Préparer le jour où les ordinateurs quantiques rendront les techniques de chiffrement actuelles obsolètes.

Un fonds d'investissement dédié

Si elles ont pour elles l'excellence scientifique, ces compagnies ont également besoin de fonds pour développer le hardware qui viendra servir de support à leurs idées. Or, là encore, le paysage s'est transformé au cours des cinq dernières années, avec la mise en place d'un écosystème d'investisseurs. Le fonds d'investissement Quantonation, adossé à Audacia, a été lancé en 2018, avec pour objectif de soutenir les start-up du quantique. Depuis sa création, le fonds a investi dans une vingtaine de sociétés réparties dans le monde entier, dont les français Pasqal et Quandela, avec des tickets se situant entre quelques dizaines de milliers et plusieurs millions d'euros. Un deuxième fonds, dédié aux structures à forte croissance, va être lancé en septembre, avec pour objectif d'investir entre 10 et 50 millions d'euros dans chaque entreprise ciblée.

"Nous avons déjà des applications directes dans la finance pour évaluer les modèles financiers ou améliorer les scores de solvabilité"

Autre acteur financier dans la boucle : la BPI.  "Le quantique est un écosystème deep tech, avec une forte intensité capitalistique et des cycles extrêmement longs, qui s'appuie sur le monde de la recherche fondamentale pour amorcer sa transition vers des applications commerciales. Le rôle de BPI France est de rendre possible et d'accélérer cette transition", explique Adrien Muller, directeur de participation chez BPI France. Avec pour ambition de créer un simulateur quantique à destination des industriels, C12 fait partie des jeunes pousses dans lesquelles Bpifrance a investi. "La BPI est entrée dans notre capital dès la phase d'amorçage, et nous avons pu depuis profiter de leur accompagnement, notamment sur le plan de la communication et du marketing", résume Juliette Ginies.

Le soutien des pouvoirs publics s'exprime également sous la forme du plan quantique, un programme d'investissement de 1,8 milliard d'euros lancé par Emmanuel Macron en janvier 2021. "C'est un énorme signal pour tout le secteur", affirme Jean-Gabriel Boinot, principal chez Quantonation. "Il faut toutefois que cet argent parte dans les laboratoires pour financer des projets risqués, et ne se substitue pas aux fonds qui auraient de toute façon été investis par les grandes entreprises."

Des applications qui génèrent déjà de l'argent

Investir dans le quantique est un pari à la fois risqué et de long terme, la technologie nécessitant de gros investissements et n'étant pas encore à maturité. Toutefois, des applications monétisables conçues en France commencent déjà à apparaître. "Pasqal parvient déjà à utiliser des matrices d'atomes neutres pour résoudre des problèmes complexes de graphs. Ce qui permet de trouver des optimums locaux, avec des applications directes dans la finance pour évaluer les modèles financiers ou améliorer les scores de solvabilité", argue Jean-Gabriel Boinot. La société collabore également avec BASF, une entreprise de chimie allemande, pour améliorer la précision de leurs simulations climatiques.

Chez Quandela, l'informatique quantique trouve ses premiers usages dans l'ingénierie et l'industrie. "Nous accompagnons EDF dans la modélisation des systèmes physiques, notamment en matière de structure mécanique, électromagnétique ou thermique", détaille Valérian Gies. "Nous collaborons aussi avec l'Onera, qui consacre beaucoup de temps de calcul pour modéliser l'intérieur des champs de combustion pour les propulseurs des fusées. L'objectif est d'étudier comment l'ordinateur quantique peut aider à améliorer la précision de ces calculs."

Quant à la cryptographie post-quantique, elle intéresse dès aujourd'hui de nombreux grands groupes. "L'objectif est de proposer une solution avant qu'un ordinateur quantique suffisamment puissant n'émerge et mette en péril les systèmes de chiffrement traditionnel", souligne Florent Grosmaitre, CEO de Cryptonext. "Nous disposons d'une solution déjà prête qui repose sur un ensemble d'outils logiciels de cryptographie post-quantique. Il permet aux organisations de migrer leurs infrastructures vers des solutions hybrides résistantes au quantique. Nos solutions sont déjà déployées dans le cadre de projets pilotes dans les secteurs de la défense et des banques, à la fois en Europe et aux Etats-Unis." On comprend aisément que le sujet soit stratégique pour ces acteurs.