Les technologies quantiques exploitent les propriétés quantiques de la matière, telles que l’intrication (ou imbrication), la superposition et l’enchevêtrement quantiques, pour effectuer des tâches spécifiques. Elles trouvent leurs applications dans des domaines tels que l’informatique, la cryptographie, la métrologie ou l’imagerie. Ces technologies ont un grand potentiel pour révolutionner de nombreux domaines, de la médecine à l’ingénierie en passant par la finance et les communications.
L’idée de l’ordinateur quantique est née dans les années 1980 mais la technologie s’est surtout développée durant ces dernières années, avec Quantum AI de Alphabet (Google) et IBM Quantum. Toutefois, les ordinateurs quantiques sont encore au stade expérimental et leur développement est un défi technologique considérable, ce qui pousse de nombreuses entreprises et institutions de recherche à investir dans cette technologie éventuellement révolutionnaire. Dans ce sens, en 2021, misant sur le potentiel de la scène entrepreneuriale, les fonds de capital-risque ont investi 1,36 Md$ dans la course à la mise au point de l’ordinateur quantique.
Boston
L’écosystème universitaire de Boston est favorable au développement des technologies quantiques. A Harvard University, la communauté des chercheurs et professeurs intéressés par les systèmes quantiques est rassemblée au sein du Harvard Quantum Initiative; au MIT, le consortium MIT Quantum Science and Engineering Consortium (QSEC) vise à renforcer les partenariats institutionnels entre l’université et les industriels, et à multiplier les synergies entre les acteurs universitaires de différents domaines (informatique quantique, réseaux quantiques, physique des particules, électronique…), avec une forte participation des chercheurs du Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL), intégré au nouveau MIT Schwarzman College of Computing, et du MIT Lincoln Lab, à Lexington, laboratoire majoritairement financé par le Department of Defense (DoD).
Par ailleurs, la filière est structurée autour de communautés d’industriels, comme le Quantum Industry Circle (QIC) qui regroupe les grands acteurs du domaine : IBM, Boston Consulting Group (BCG), QuEra Computing, Riverlane, Atlantic Quantum, Wellcome Leap, et deux entreprises françaises, Quantonation, fonds d’investissement spécialisé dans les technologies quantiques early-stage, et Pasqal (NETVA 2021), une startup co-fondée par le prix Nobel Alain Aspect, et leader en informatique quantique, installée à Boston en 2022. L’empreinte française dans l’écosystème quantique de Boston est renforcée par la présence de deux autres startups françaises, Alice & Bob, fabricant d’ordinateurs quantiques et Qubit Pharmaceuticals, qui utilise l’algorithmique quantique pour la découverte de nouvelles molécules.
Des levées de fonds remarquables ont été réalisées par des startups du quantiques à Boston comme Zapata Computing (67 M$), qui propose une plateforme pour aider les entreprises à déployer des solutions quantiques, QuEra Computing (17 M$) qui construit un ordinateur quantique grâce à la technologie des atomes neutres, et Atlantic Quantum (10 M$), qui développe des ordinateurs quantiques évolutifs pour relever les défis calculatoires.
Chicago
Le sud de Chicago, également surnommé Silicon Prairie en référence à la Silicon Valley, est devenu un pôle majeur pour les innovations en technologies quantiques grâce à la présence des deux laboratoires nationaux, Argonne National Laboratory et Fermilab, avec le centre Superconducting Quantum Materials and Systems Center (SQMS) le projet collaboratif de recherche Illinois‐Express Quantum Network (IEQNET) et l’initiative Q-Next.
Dans le milieu universitaire, University of Chicago dédie une partie des ressources du département The Pritzker School of Molecular Engineering à la recherche en ingénierie quantique, à travers des programmes comme TeachQuantum. L’initiative académique Chicago Quantum Exchange entend catalyser et coordonner la recherche sur les technologies quantiques et former ses talents en favorisant les échanges entre scientifiques, laboratoires, institutions académiques et industriels. Au sein de l’université, l’accélérateur Duality se focalise sur l’accompagnement des startups dans le domaine des technologies quantiques. Les synergies avec le secteur de la santé sont soutenus par le Discovery Accelerator, une structure conjointe entre IBM Quantum et Cleveland Clinic.
L’écosystème de Chicago a permis l’émergence de startups innovantes, telles que Super.tech (2,6 M$ – rachetée par ColdQuanta) qui assure l’interopérabilité de tout logiciel sur tout ordinateur quantique. Suite à l’acquisition de Super.tech, ColdQuanta, spécialisée dans la conception de matériel pour l’ordinateur quantique, s’est également installée à Chicago.
Washington DC
La région du DMV (DC, Maryland, Virginie) est le siège des instances fédérales qui coordonnent les stratégies nationales dans le domaine des technologies quantiques, comme l’Office of Science and Technology Policy (OSTP), le Department of Energy (DOE), dont les laboratoires sont répartis dans différents États, et le National Institute of Standards and Technology (NIST), qui s’intéresse à la métrologie quantique et met en place les standards de la communication quantique et de la cryptographie post-quantique. Plusieurs universités, laboratoires et centres de recherche font partie des acteurs majeurs de l’écosystème quantique de la région: les universités George Mason University, Johns Hopkins University et University of Maryland, laquelle dispose des deux laboratoires Joint Quantum Institute (JQI) et Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS) conjoints avec le NIST; l’institut de recherche MITRE, dont la vocation initiale est de faire progresser la sécurité nationale et qui a développé le MITRE Quantum Information Science Group; les laboratoires du secteur de la défense Army Research Laboratory (ARL) et Navy Research Laboratory (NRL); et, plus au nord, en Pennsylvanie, les universités Carnegie Mellon University et University of Pittsburgh.
Les acteurs historiques de la tech, Alphabet (Google), Meta, Apple, Microsoft et Amazon, qui s’intéressent également aux technologies quantiques, disposent de représentations locales à Washington DC dédiées aux relations gouvernementales.
Pour accompagner l’innovation, le startup studio Q-Cat, l’incubateur Quantum Startup Foundry (QSF) à University of Maryland et l’initiative Mid-Atlantic Quantum Alliance se proposent de rassembler les acteurs de l’écosystème et faciliter la création et l’implantation locale des entreprises. Des levées de fonds record ont ainsi été enregistrées, comme celle de la startup ionQ (83 M$ avant introduction en bourse, 350 M$ après) qui développe des ordinateurs quantiques.
