​En résumé

Dans le cadre de la Stratégie nationale sur les technologies quantiques (SNQ) rendue publique en 2021, l’État français a confié au LNE la mission de coordonner le développement de référentiels de mesure adaptés aux technologies quantiques et aux technologies habilitantes ainsi que l’évaluation de ces technologies émergentes à travers la mise en oeuvre du programme MetriQs-France.

Doté d’un budget de 13 M€, le programme national des référentiels de mesure, de l’évaluation et de la normalisation des technologies quantiques, MetriQs-France, vise à :

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• Développer des méthodes de mesure de référence, validées, harmonisées et reconnues.
• Fournir des données de caractérisation fiables, comparables, objectives et sans biais.
• Promouvoir ces travaux à grande échelle, en particulier à travers la normalisation et le développement de partenariats scientifiques et de coopérations internationales.

En soutien à l’innovation et à l’établissement d’une industrie quantique prospère et durable, il est nécessaire de démontrer de manière indiscutable l’utilité et les avantages des technologies quantiques par rapport aux technologies existantes afin de faciliter leur adoption par l’industrie et le marché et de permettre aux entreprises de maintenir leur avance concurrentielle dans la durée.

Le besoin est d’autant plus grand que les technologies quantiques, qui annoncent l’avènement d’une nouvelle révolution technologique, sont au centre d’enjeux socio-économiques, de défense et de souveraineté, et donnent ainsi lieu à une vive compétition internationale impliquant à la fois les États et des acteurs privés parmi lesquels les géants du numérique.

À l’aube d’une révolution quantique

Découverte dans la première moitié du XXe siècle, la physique quantique, qui permet une description de la lumière et de la matière jusqu’à l’échelle des atomes, nous a déjà apporté de nombreuses innovations (par exemple, le transistor, le laser, l’imagerie par résonance magnétique (IRM), l’horloge atomique, le GPS, etc.) et des retombées supplémentaires se sont faites jour ces dernières années.

Le développement des technologies quantiques, en particulier celles liées à l’informatique, annonce l’avènement d’une véritable révolution technologique car celles-ci offrent notamment une puissance et une vitesse de calcul sans commune mesure avec celles des technologies existantes. Par ailleurs, leurs domaines d’application sont très variés, à savoir santé, environnement, cybersécurité et cryptographie, défense, énergie, logistique, banque et assurance. Par conséquent, toutes ces problématiques représentent d’énormes enjeux de souveraineté économique et stratégique.

Cependant, de nombreux défis scientifiques, technologiques et techniques restent à surmonter. Les fournisseurs et les utilisateurs potentiels de ces technologies émergentes expriment un très fort besoin de métrologie car il manque à ce jour des référentiels de mesure objectifs et partagés entre tous fournissant une mesure fiable et objective des caractéristiques et des performances des produits, et créant une équité concurrentielle entre les acteurs du marché. La métrologie doit ainsi jouer pleinement son rôle de soutien aux développements scientifiques et techniques, à l’innovation, à l’industrialisation, et à la création de confiance, en particulier en vue d’un déploiement à grande échelle à long terme.

Le quantique, un sujet prioritaire pour l’État français

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Dans un contexte de compétition internationale très vive impliquant à la fois les États et des acteurs privés parmi lesquels les géants du numérique, la France s’est dotée en 2021 d’une Stratégie nationale sur les technologies quantiques (SNQ) et s’est fixée comme ambition de devenir un acteur majeur dans ce domaine.

Grâce à cette stratégie dotée d’un budget de 1,8 Md€ (dont 1 Md€ de financements publics entre 2021 et 2025), la France pourra renforcer et affirmer ses compétences scientifiques et technologiques, établir des chaînes d’approvisionnement et des filières industrielles solides, et constituer un vivier de compétences de qualité. Afin de garantir et de pérenniser son indépendance dans ce domaine technologique qui façonnera le futur, la France cherche à faire valoir les intérêts de ses entreprises industrielles et à leur permettre de maintenir leur avance concurrentielle dans la durée.

Vers une évaluation objective et fiable des performances des technologies quantiques

Coordonné par le Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), le programme MetriQs-France est le programme national dédié aux référentiels de mesure, à l’évaluation et à la normalisation des technologies quantiques. À l’échelle nationale, les activités sont réalisées en étroite collaboration avec les organismes nationaux de recherche, les industriels français (start-ups, PME, ETI, grands groupes), l’AFNOR pour la normalisation, et les partenaires du Réseau National de la Métrologie Française (RNMF).

Action transverse de la Stratégie nationale sur les technologies quantiques (SNQ), le programme MetriQs-France couvre les technologies utilisées pour le calcul quantique comme pour les capteurs quantiques, ainsi que les technologies habilitantes, qui permettent d’opérer ces systèmes quantiques.

Doté d’un budget de 13 M€, le programme MetriQs-France s’articule autour de deux volets qui concourent ensemble à sa réalisation :

• Le volet MetriQs-HUB-France : une plateforme de métrologie quantique de référence pour la caractérisation et l’évaluation des technologies quantiques, experte et indépendante, et ouverte aux utilisateurs académiques et industriels.
• Le volet MetriQs-DEV-France : un programme comprenant à la fois des projets de R&D pour le développement des référentiels de mesure et l’évaluation des technologies quantiques (BACQ, MOCQUA et QUBE), et des actions de promotion et de valorisation, notamment à travers le développement de partenariats scientifiques et de coopérations internationales, et la participation aux travaux de normalisation.

L’ensemble des publications scientifiques liées au programme est disponible sur les plateformes HAL MetriQs-HUB-France et MetriQs-DEV-France.

L’équipe

• Félicien SCHOPFER, Directeur de recherche et Directeur du Programme Technologies Quantiques, felicien.schopfer@lne.fr
• Benoît DALBERT, Project Management Officer, benoit.dalbert@lne.fr