Prends un morceau de diamant plus petit qu'un grain de sel, glisse un atome d'étain à l'intérieur, pose le tout sur une puce qui transporte de la lumière, et tu obtiens un processeur quantique. C'est ce que Fujitsu a présenté le 8 septembre, avec l'université de technologie de Delft, son institut QuTech et l'université de Tokyo. Le prototype est fabriqué, il fonctionne, et il est déjà accessible à distance par des chercheurs.

Le diamant n'est pas là pour faire joli sur la photo. C'est le matériau choisi, et il y a une raison qu'on va voir dans une minute.

Ce qu'ils ont construit, concrètement : un cristal de diamant qui contient un seul atome d'étain, posé sur un circuit qui guide la lumière, exactement comme un circuit électronique guide le courant. Le diamant a été aminci jusqu'à quelques centaines de nanomètres, puis collé sur un support. La lumière entre par une fibre, traverse des guides creusés dans de l'alumine, et ressort sur des détecteurs capables de compter les photons un par un.

Pourquoi l'étain ? Parce que la même famille de dispositifs utilisait jusqu'ici de l'azote, et que l'étain fait deux choses mieux. Il émet environ dix fois plus de photons, donc il est dix fois plus facile à lire. Et sa structure le rend nettement moins sensible au bruit électrique qui traîne autour de lui. Cette sensibilité-là est le cauchemar de tous ceux qui essaient de garder une information quantique vivante plus de quelques microsecondes.

Un atome d'étain, un guide de lumière, et des détecteurs qui comptent les photons un par un

Les durées, maintenant, parce que c'est la mesure qui compte vraiment. L'information tient plus d'une seconde dans les spins électroniques, et plus d'une minute dans des noyaux de carbone 13 qui servent de mémoire locale. Une minute, dans ce domaine, ce n'est pas bien, c'est énorme. La plupart des machines concurrentes comptent en microsecondes, soit des millionièmes de seconde.

Mais la vraie nouvelle de cette annonce n'est pas là. Elle tient dans un chiffre qui ne fait rêver personne : 1,55 kelvin.

Un kelvin, c'est un degré Celsius décalé de 273,15. Donc 1,55 kelvin, ça fait environ -271,6 degrés. Personne ne vit là-dedans, et pourtant c'est une température tiède dans le monde du calcul quantique. Les processeurs supraconducteurs, ceux d'IBM et de Google, doivent descendre autour de 15 millikelvins, soit cent fois plus bas. Un appareil qui travaille à 1,55 K se contente d'un réfrigérateur beaucoup plus simple que celui qu'il faut pour atteindre 15 millikelvins : moins d'étages de refroidissement, moins de pièces, une salle des machines et une facture d'électricité bien plus modestes.

Je vous raconte cette histoire depuis un moment et elle commence à former une suite logique. J'avais écrit le mois dernier qu'un ordinateur quantique ne butait pas sur ses qubits mais sur ses câbles : chaque qubit qu'on ajoute réclame son fil, et ces fils apportent de la chaleur dans le frigo le plus froid du monde. Puis il y a quelques semaines, IBM branchait deux frigos ensemble pour contourner le problème. La voie du diamant attaque le même mur par l'autre bout : au lieu de convertir des signaux micro-ondes en lumière pour sortir du frigo, on fait circuler de la lumière depuis le début.

Ce qui manque, et il faut le dire clairement : les chercheurs n'ont démontré aucune connexion optique entre plusieurs modules. Ils ont fabriqué un module, un seul, et ils savent le lire. Tout le reste est un plan.

Ce plan a des dates, et ce sont des chiffres d'entreprise, pas des résultats publiés. Un prototype multi-modules en 2027. 250 qubits logiques d'ici l'exercice 2030. Et 1 000 qubits logiques d'ici l'exercice 2035. Un qubit logique, pour le dire simplement, c'est un qubit qui ne se trompe pas : on en assemble plusieurs de fragiles pour en obtenir un seul de fiable, et c'est ce rapport-là qui décide de tout.

Fujitsu précise aussi que sa feuille de route supraconductrice, celle qui vise plus de 10 000 qubits physiques, sera reliée optiquement à ces modules en diamant. Autrement dit, les deux technologies ne s'opposent pas, elles sont censées se brancher l'une à l'autre. Et le prototype est déjà accessible à distance par la plateforme de calcul quantique hybride de la société, ce qui veut dire qu'un chercheur peut demander du temps dessus sans quitter son bureau.

Le lustre doré, c'est le réfrigérateur. Celui-ci descend à 15 millikelvins, le diamant se contente de 1,55 kelvin

Concrètement, ça change quoi pour toi ?

Pas grand-chose cette année, autant le dire tout de suite. Un ordinateur quantique ne fera pas tourner ta messagerie, et celui-ci ne remplacera rien chez toi. Ce qui change, c'est ce que ces machines permettront de calculer quand elles seront plus grosses, parce qu'elles servent à simuler des choses que l'électronique classique ne sait pas simuler du tout.

Trois exemples qui te parlent sans qu'il faille un diplôme. Une meilleure chimie des batteries, c'est ta voiture électrique qui charge plus vite et qui va plus loin, ou ton téléphone qui tient deux jours au lieu d'un. Une meilleure façon de fabriquer les engrais, c'est le procédé industriel qui consomme le plus de gaz au monde après la production d'acier : plusieurs pour cent de la consommation mondiale, et une molécule mieux comprise ferait tomber une partie de cette facture. Et un meilleur calcul des tournées de livraison, c'est le camion du supermarché qui passe une fois au lieu de deux.

L'échéance, honnêtement : dix ans, quinze ans, ou jamais. Les 250 qubits logiques annoncés pour 2030 sont une promesse d'entreprise, pas un fait, et l'histoire du calcul quantique est remplie de promesses décalées. Si quelqu'un te vend une machine quantique pour l'année prochaine, la question à lui poser tient en une ligne : combien de qubits logiques, et vérifiés par qui ?

Il reste un point de comparaison qui m'amuse chaque fois. Le laser a été inventé en 1960, et pendant des années, les gens qui en parlaient le plus sérieusement disaient que c'était une solution en quête d'un problème. Aujourd'hui, il y en a un dans la caisse de ton supermarché, un dans la fibre qui t'apporte cette page, et un dans la machine qui a gravé la puce de ton téléphone. Personne ne s'est trompé, tout le monde a juste été très lent.

Le laser était une solution sans problème en 1960. Il scanne tes courses depuis

Bonne lecture à vous. Et la prochaine fois que la caissière fait passer tes courses devant le petit faisceau rouge, souviens-toi que ce laser a passé vingt ans à être une réponse sans question. Le diamant a peut-être le même avenir. Sauf que lui, il brille déjà.