Un rapport de la RAND Corporation donne un aperçu de l’état actuel de la technologie quantique et de ses applications commerciales et militaires potentielles. L’auteur aborde chacune des trois grandes catégories de la technologie quantique : la détection quantique, la communication quantique et l’informatique quantique.

Il examine également les perspectives commerciales probables au cours des prochaines années, les principaux acteurs internationaux et les implications potentielles de ces technologies émergentes en matière de sécurité nationale. Ce rapport est basé sur une étude de la littérature universitaire disponible, des reportages et des documents de position publiés par le gouvernement.

La plupart de ces technologies sont encore au stade embryonnaire. Les applications de la détection quantique pourraient devenir commercialement ou militairement prêtes dans les prochaines années. Bien qu’il existe déjà un déploiement commercial limité de la technologie de communication quantique, les applications militaires les plus utiles ne seront pas disponibles avant de nombreuses années.

De même, il pourrait y avoir des applications de niche des ordinateurs quantiques à l’avenir, mais toutes les applications connues ne seront probablement pas disponibles avant au moins dix ans. La Chine est actuellement en tête sur le développement de la communication quantique, tandis que les États-Unis sont en tête sur le développement de l’informatique quantique.

Principales conclusions

Les technologies quantiques sont regroupées en trois grandes catégories : la détection quantique, la communication quantique et l’informatique quantique.

La détection quantique fait référence à la capacité d’utiliser la mécanique quantique pour construire des capteurs extrêmement précis. Il s’agit de l’application de la technologie quantique considérée comme ayant le potentiel opérationnel à plus court terme.

La principale application à court terme de la technologie de communication quantique est la sécurité contre les écoutes, principalement par une méthode connue sous le nom de Quantum Key Distribution (L’échange quantique de clé (ou distribution quantique de clé, ou négociation quantique de clé), souvent abrégé QKD (pour l’anglais : quantum key distribution)). Les applications à plus long terme comprennent la mise en réseau d’ordinateurs et de capteurs quantiques.

L’informatique quantique fait référence à des ordinateurs qui pourraient, en principe, effectuer certains calculs beaucoup plus rapidement que ce qui est fondamentalement possible avec un ordinateur standard. Certains problèmes qu’il est totalement impossible de résoudre avec un ordinateur standard pourraient devenir réalisables avec un ordinateur quantique.

Technologie quantique. Esquisse d’une guerre quantique utilisant divers systèmes de technologie quantique. Krelina, M. Quantum technology for military applications. EPJ Quantum Technol. 8, 24 (2021). https://doi.org/10.1140/epjqt/s40507-021-00113-y

Chaque sous-domaine de la technologie quantique peut avoir des implications majeures pour la sécurité nationale.

Parmi les principales applications de la détection quantique figurent la position, la navigation et la synchronisation, voire le renseignement, la surveillance et la reconnaissance.

La technologie de communication quantique pourrait utiliser la QKD pour protéger les communications cryptées sensibles contre les interceptions hostiles, bien que certains experts considèrent que d’autres solutions de sécurité sont plus prometteuses.

L’informatique quantique pourrait éventuellement avoir l’impact le plus grave sur la sécurité nationale. Un ordinateur quantique à grande échelle capable de déployer l’algorithme de Shor sur les cryptages actuels aurait un impact dévastateur sur la quasi-totalité de la sécurité de l’internet.

Il n’existe pas de leader mondial incontesté dans le domaine des technologies quantiques.

Les États-Unis, la Chine, l’Union européenne, le Royaume-Uni et le Canada ont tous lancé des initiatives nationales spécifiques pour encourager la recherche dans le domaine quantique.

Les États-Unis et la Chine dominent en matière de dépenses globales et de démonstrations technologiques les plus importantes, mais le Canada, le Royaume-Uni et l’Union européenne sont également en tête dans certains sous-domaines.

La Chine est le leader mondial de la communication quantique, et les États-Unis sont le leader mondial de l’informatique quantique.

Les technologies quantiques à fort impact ne seront pas disponibles avant de nombreuses années.

Les applications de la détection quantique pourraient devenir commercialement ou militairement prêtes dans les prochaines années.

Il existe déjà un déploiement commercial limité de la technologie de communication quantique, mais les applications militaires et commerciales les plus utiles ne seront pas disponibles avant de nombreuses années.

Il est possible que les ordinateurs quantiques trouvent des applications de niche au cours des prochaines années, mais toutes les applications actuellement connues ne seront probablement pas disponibles avant au moins dix ans.