Pasqal : le quantique, une révolution à portée de main pour toutes les industries !

Start-up fran­çaise spé­cia­li­sée dans le cal­cul quan­tique, PASQAL pour­suit son déve­lop­pe­ment afin de ren­for­cer son posi­tion­ne­ment et de faci­li­ter le recours aux res­sources quan­tiques. Expli­ca­tions de Loïc Hen­riet (X09), CTO de PASQAL.

Quelle a été la genèse de PASQAL et quel est son positionnement actuellement ? 

PASQAL est une start-up fran­çaise qui fabrique des pro­ces­seurs quan­tiques. Elle a vu le jour en 2019 et est issue des tra­vaux de deux cher­cheurs au CNRS, Antoine Bro­waeys et Thier­ry Lahaye, qui tra­vaillent depuis plus d’une décen­nie sur la mani­pu­la­tion d’atomes indi­vi­duels par des lasers à l’Institut d’Optique (Palai­seau). Cette thé­ma­tique de recherche s’appuie sur l’excellence du labo­ra­toire en phy­sique quan­tique, acquise dans la lignée des tra­vaux d’Alain Aspect, prix Nobel de phy­sique 2022 pour ses tra­vaux fon­da­teurs sur l’intrication quantique. 

Avec la matu­ra­tion de la technolo­gie, Alain Aspect, Antoine Bro­waeys et Thier­ry Lahaye ont alors pris la pleine mesure de l’importance de faire pas­ser ces tra­vaux aca­dé­miques dans le monde indus­triel. Ils se sont alors asso­ciés au phy­si­cien et ingé­nieur Georges-Oli­vier Rey­mond pour créer PASQAL, dans le but de construire et com­mer­cia­li­ser les pre­miers pro­ces­seurs quan­tiques fonc­tion­nant sur cette tech­no­lo­gie. J’ai per­son­nel­le­ment rejoint PASQAL dès juin 2019, et je suis actuel­le­ment le direc­teur tech­nique (CTO) de l’entreprise.

« PASQAL a ouvert la première usine de processeurs quantiques de France à Massy, avec des capacités de production dédiées et des équipes de recherche. »

Aujourd’hui, PASQAL emploie une cen­taine de per­sonnes de plus de 18 natio­na­li­tés dif­fé­rentes. Nous avons ouvert la pre­mière usine de pro­ces­seurs quan­tiques de France à Mas­sy, avec des capa­ci­tés de pro­duc­tion dédiées et des équipes de recherche. L’entreprise est pré­sente en Europe avec des bureaux à Mas­sy, Amster­dam et Londres mais aus­si en Amé­rique du Nord avec des bureaux au Qué­bec et à Bos­ton. Ayant récem­ment fran­chi la barre des 350 qubits, nous sommes confiants d’atteindre 1 000 qubits avant la fin de l’année 2023.

Nous avons une stra­té­gie dite ‘full-stack’, dans la mesure où nous déve­lop­pons aus­si les couches logi­cielles supé­rieures et les modules appli­ca­tifs avec plus de vingt clients renom­més, comme CACIB, EDF, BMW, BASF, LG ou d’autres. Ce posi­tion­ne­ment nous per­met de déve­lop­per les appli­ca­tions qui fonc­tionnent le mieux sur nos pro­ces­seurs, car nous connais­sons ses forces et ses fai­blesses. La col­la­bo­ra­tion avec des indus­triels guide aus­si nos déve­lop­pe­ments, car nous pou­vons iden­ti­fier faci­le­ment les fonc­tion­na­li­tés à déployer pour répondre à leurs besoins.

Lire aus­si : Les pro­ces­sus quan­tiques : la recherche fon­da­men­tale vers l’ingénierie

Au cœur de votre activité, on retrouve donc le quantique. Qu’en est-il ? 

Le quan­tique occupe évi­dem­ment une place fon­da­men­tale dans notre entreprise ! 

Nos ‘qubits’, briques élé­men­taires pour l’informatique quan­tique, sont des atomes indi­vi­duels. Pour réa­li­ser des cal­culs, l’information est enco­dée dans les niveaux élec­tro­niques dis­tincts de ces atomes. La mani­pu­la­tion de cette infor­ma­tion est réa­li­sée par des séquences de pulses laser ou des champs micro-onde. Nous tra­vaillons donc avec des par­ti­cules mani­pu­lées indi­vi­duel­le­ment, ce qui requiert un contrôle extrê­me­ment fin et une maî­trise de l’interaction lumière-matière au niveau élémentaire. 

L’impact de la phy­sique quan­tique ne s’arrête pas au hard­ware. L’informatique quan­tique est une révo­lu­tion totale de la façon de faire des cal­culs, il y a beau­coup à re-construire et à ré-ima­gi­ner afin de repen­ser le cal­cul infor­ma­tique sous l’angle quantique.

Du fait de l’omniprésence de la phy­sique quan­tique dans notre acti­vi­té, du hard­ware au soft­ware, une grande par­tie de nos col­la­bo­ra­teurs ont des pro­fils très tech­niques, avec des for­ma­tions d’ingénieurs et très sou­vent des thèses en phy­sique quan­tique ou dans des domaines connexes. 

Quels sont les projets qui vous mobilisent actuellement et où en êtes-vous dans votre développement ? 

Nous sommes en pleine crois­sance et avons une forte acti­vi­té de recherche et déve­lop­pe­ment pour amé­lio­rer nos pro­ces­seurs avec trois axes majeurs de déve­lop­pe­ment : nombre de qubits, qua­li­té des opé­ra­tions, et nombre d’opérations réa­li­sées par seconde. Des avan­cées selon ces trois axes sont néces­saires pour faire fonc­tion­ner nos pro­ces­seurs dans des régimes inac­ces­sibles pour les ordi­na­teurs clas­siques. Ces tra­vaux s’inscrivent dans la durée et sont menés en lien avec des labo­ra­toires de recherche en France, comme l’institut d’optique ou Sor­bonne uni­ver­si­té. Mais nous nouons aus­si des par­te­na­riats à l’étranger, comme avec l’université de Sher­brooke au Qué­bec, ou avec l’université de Chicago.

En paral­lèle, nous pas­sons véri­ta­ble­ment à l’échelle indus­trielle. Dans ce cadre, nous avons déjà ven­du deux pro­ces­seurs quan­tiques à des centres de cal­cul haute per­for­mance en France et en Alle­magne. Livrer ces machines repré­sente un défi tech­nique très impor­tant, car il faut conver­tir une expé­rience de phy­sique expé­ri­men­tale en un maté­riel de cal­cul haute per­for­mance qui soit capable de fonc­tion­ner dans un envi­ron­ne­ment indus­triel moins contrô­lé qu’un labo­ra­toire de recherche. En outre, nous avons déci­dé d’ouvrir un accès cloud à nos pro­ces­seurs dès cette année. Bran­cher de telles machines sur le cloud et à les rendre acces­sibles par le plus grand nombre est une véri­table pre­mière dans notre domaine d’activité.

La géné­ra­li­sa­tion de l’accès à nos machines, que ce soit via notre cloud ou direc­te­ment grâce aux centres de cal­cul, va nous per­mettre d’explorer de nom­breux cas d’usage avec nos clients et par­te­naires, avec pour objec­tif cen­tral d’être les pre­miers à atteindre un avan­tage quan­tique opé­ra­tion­nel, où l’utilisation de nos machines quan­tiques pro­cu­re­ra un gain concret par rap­port à des machines classiques.

Quels enjeux et problématiques actuels ambitionnez-vous d’aborder avec vos solutions ?

Nous avons la convic­tion que le déve­lop­pe­ment de l’informatique quan­tique va entraî­ner des chan­ge­ments pro­fonds et signi­fi­ca­tifs pour de nom­breuses indus­tries. Le quan­tique est une tech­no­lo­gique de rup­ture qui va impac­ter tous les métiers : éner­gie, chi­mie, logis­tique, nou­veaux maté­riaux et bat­te­ries… 

Nous tra­vaillons, par exemple, sur le smart-char­ging, qui vise à opti­mi­ser le plan de recharge d’une flotte de véhi­cules élec­triques, avec EDF ; sur l’optimisation du réseau haute ten­sion avec RTE ; sur la pré­vi­sion des risques de cré­dit avec CACIB ; sur la modé­li­sa­tion cli­ma­tique avec BASF ; ou encore sur l’analyse de défor­ma­tions méca­niques avec BMW…

Grâce à l’exploration de toutes ces pro­blé­ma­tiques, nous sou­hai­tons atteindre un avan­tage quan­tique indus­triel dès 2024. Concrè­te­ment, un avan­tage quan­tique peut prendre plu­sieurs formes : accé­der à une meilleure solu­tion, à une solu­tion de qua­li­té équi­va­lente plus rapi­de­ment, réduire l’empreinte éner­gé­tique des cal­culs… C’est, d’ailleurs, une des forces de nos pro­ces­seurs quan­tiques qui ne consomment que quelques kilo­watts, bien moins que les grands centres de cal­culs haute per­for­mance clas­siques. Et nous sommes fiers de pou­voir, à notre niveau, contri­buer à long terme à une plus grande sobrié­té éner­gé­tique dans les solu­tions de cal­cul haute performance.

Au niveau aca­dé­mique, nous avons d’ores et déjà atteint cet avan­tage quan­tique en 2021. Plus concrè­te­ment, nous avons étu­dié com­ment un maté­riau magné­tique se com­porte à très basse tem­pé­ra­ture, dans un régime hors de por­tée pour des super­cal­cu­la­teurs clas­siques. Ces tra­vaux ont été publiés dans la pres­ti­gieuse revue Nature. Nous sou­hai­tons pour­suivre ces efforts en science des maté­riaux, avec l’ambition de contri­buer au déve­lop­pe­ment de maté­riaux exo­tiques avec des pro­prié­tés inté­res­santes pour l’industrie.

Quels sont vos principaux enjeux et vos perspectives ? 

Nous vou­lons conso­li­der notre posi­tion de lea­der mon­dial dans notre domaine, et démon­trer concrè­te­ment que notre tech­no­lo­gie est la plus per­for­mante. Les tech­no­lo­gies concur­rentes, comme les qubits supra­con­du­teurs ou les ions pié­gés, ont voca­tion à sub­sis­ter pen­dant encore quelques années. Toutes les tech­no­lo­gies auront des suc­cès, cer­taines auront éga­le­ment des échecs. L’enjeu prin­ci­pal est donc d’essayer d’exploiter au mieux le poten­tiel des atomes neutres dans un hori­zon de temps le plus proche pos­sible, alors que des concur­rents amé­ri­cains comme Google, IBM ou Ama­zon ont choi­si de tra­vailler sur d’autres technologies. 

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