MetriQs-France

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L’adoption des technologies quantiques par l’industrie et le marché, passe par l’évaluation objective et fiable de leurs performances avec des référentiels partagés. La normalisation, qui assure, entre autres, l’harmonisation des pratiques et l’intégration avec les technologies existantes, est également un élément crucial. Métrologie, test, et normalisation figurent ainsi parmi les principaux objectifs du programme national des référentiels de mesure et de l’évaluation des technologies quantiques, MetriQs-France. Volet transverse de la Stratégie Nationale Quantique, coordonné par le LNE, il concerne notamment le déploiement d’une infrastructure technologique de référence pour les mesures et les essais, et la réalisation de projets de R&D collaboratifs. Le statut de tiers de confiance du LNE garantit l’impartialité des travaux et des moyens de mesure produits dans le cadre du programme.

BACQ, benchmarks applicatifs pour les calculateurs quantiques

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Démarré en septembre 2023, BACQ est le premier projet de R&D financé par MetriQs-France. Regroupant Eviden, le CEA, le CNRS, Teratec et le LNE, autour de Thales qui en assure le pilotage opérationnel, il consiste à établir des benchmarks pour évaluer les performances de calculateurs quantiques sous l’angle d’applications concrètes, c’est-à-dire qui ont un sens pour les utilisateurs finaux. Concrètement, BACQ produira des indicateurs opérationnels de haut niveau permettant de noter les performances des ordinateurs quantiques. Ces indicateurs seront fondés sur l’agrégation de métriques, calculatoires et énergétiques, relatives à l’évaluation de la résolution de problèmes concrets couvrant de nombreux domaines d’application : optimisation, résolution de systèmes linéaires, simulation de physique et factorisation. Parmi les métriques considérées figure par exemple le Q-score développé par Eviden, pour la résolution du problème d’optimisation MaxCut. Avec l’objectif d’une adhésion aussi large que possible, BACQ fournira in fine en accès libre, un jeu de tests de référence à mettre en œuvre sur tout type de calculateurs quantiques. D’autres projets seront lancés prochainement dans le cadre de MetriQs-France.

Plateforme de métrologie quantique                           

En parallèle, le programme MetriQs-France coordonne le déploiement d’une plateforme de métrologie quantique au sein du Réseau National de la Métrologie Française (principalement le LNE, le LNE-SYRTE à l’Observatoire de Paris et le LNE-CNAM). Cette plateforme permettra le développement des référentiels de mesure pour l’évaluation des technologies quantiques et des technologies habilitantes.

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La plateforme comprend 4 pôles thématiques concernant :

• les qubits à l’état solide et leurs technologies habilitantes (cryogénie et électronique),
• la thermométrie à très basse température,
• les gravimètres quantiques,
• et les horloges atomiques.

Les travaux menés sur la plateforme, au profit du Programme MetriQs-France, seront valorisés sur le plan scientifique (soutien à la recherche et à l’innovation), sur le plan de la métrologie (nouvelles capacités de mesure), de la normalisation (travaux et documents prénormatifs), et sur le plan économique (développement de nouveaux services et de nouvelles prestations, soutien à l’industrialisation et à la commercialisation).

Vers l’émergence de la filière industrielle du quantique

Les actions initiées au sein de MetriQs-France regroupent, autour du LNE, l’ensemble des parties prenantes dans l’émergence d’une filière quantique, organismes de recherche, grands industriels et start-ups. Ces actions se font également en lien avec les organismes de normalisation, tels que AFNOR, CEN, CENELEC, ISO, IEC et IEEE. Ainsi, une commission nationale de normalisation consacrée aux technologies quantiques a été mise en place à l’AFNOR dès le printemps 2022, co-présidée par le CEA et le LNE. Véritable porte d’entrée pour la participation des experts français aux travaux de normalisation à l’échelle européenne et internationale, elle a ainsi permis à la France de prendre position au comité européen CEN-CENELEC JTC22 « Quantum Technologies » créé en 2023, avec le pilotage du groupe de travail WG3 sur le calcul et la simulation quantiques et la participation active au groupe de travail WG2 sur les capteurs, la métrologie quantique et les technologies habilitantes. La création du comité de normalisation internationale IEC/ISO JTC3 lancé en 2024 sur les technologies quantiques donne une nouvelle dimension à ces travaux normatifs et la France y prend également part.

Dans ce contexte, l’AFNOR et le LNE ont d’ailleurs lancé une consultation nationale sur la normalisation des technologies quantiques. L’enquête vise à recueillir les besoins des acteurs industriels du domaine en France, en vue de les accompagner au mieux dans les travaux correspondants au sein de ces comités de normalisation.

Le programme comporte également un important volet de coopération européenne et internationale. A titre d’illustration, à l’échelle européenne, on citera le projet de recherche QU-TEST (Open testing and experimentation for quantum technologies in Europe) financé par le programme Horizon Europe sous l’égide de l’initiative européenne Quantum Flagship. Le LNE, au côté de 25 partenaires provenant de 11 pays, participe au développement et à la fourniture de services de tests et d’expérimentations pour les technologies quantiques. De plus, le LNE participe au réseau européen de métrologie sur les technologies quantiques EMN-Q au sein d’EURAMET qui assure une coordination de la recherche européenne en métrologie quantique et de services de mesures adaptés aux technologies quantiques au profit de la compétitivité des industriels.

MetriQs-France est essentiel pour démontrer les avantages possibles des technologies quantiques et favoriser leur adoption par l’industrie. En opérant le développement, l’exploitation et la promotion de mesures de référence validées et harmonisées, MetriQs-France est un maillon central du transfert industriel des technologies quantiques. Soutien à l’innovation, le programme participe ainsi à l’émergence d’une industrie quantique solide et prospère.