Coordonné par le LNE, ce projet de trois ans (octobre 2025 - septembre 2028), doté d’un budget de 2,7 M€, s’appuie sur les compétences et l’expertise d’un consortium regroupant organismes de recherche (LNE, Cnam, CEA, CNRS Institut Néel) et partenaires industriels, fournisseurs de calculateurs quantiques (Alice & Bob, C12, Quobly) et de composants (Isentroniq, Radiall, Silent Waves, VIQTHOR).

Résumé

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MOCQUA est le deuxième projet de R&D financé par le programme MetriQs-France. Doté d’un budget de 2,7 M€, ce projet de trois ans mis en place d’octobre 2025 à septembre 2028 regroupe onze acteurs clés de l’écosystème quantique : LNE (coordinateur), Alice & Bob, C12, le CEA, le Cnam, l’Institut Néel du CNRS, Isentroniq, Quobly, Radiall, Silent Waves et VIQTHOR. MOCQUA a pour principal objectif de développer des méthodes de mesure de référence pour une caractérisation fiable et objective des composants matériels et sous-systèmes nécessaires à la réalisation de calculateurs quantiques à l’état solide à grande échelle. La fourniture de spécifications fiables, comparables et objectives de ces composants permettra l’optimisation du fonctionnement des calculateurs quantiques à l’état solide, ainsi que la sécurisation de la chaîne d’approvisionnement des composants et des sous-systèmes. Par ce biais, MOCQUA renforcera le positionnement commercial des fournisseurs français et facilitera l’adoption des technologies quantiques émergentes par le marché. Enfin, les spécifications techniques solidement établies par la métrologie viendront en appui aux travaux de normalisation qui contribueront à la reconnaissance des méthodes de mesure développées au rang de références à l’échelle internationale.

Contexte et enjeux

Dans un contexte de compétition internationale très vive impliquant à la fois les États et les acteurs privés parmi lesquels les géants du numérique, la France s’efforce de devenir un acteur majeur dans le domaine des technologies quantiques. À cette fin, elle s’est dotée d’une Stratégie nationale sur les technologies quantiques en 2021 et a décidé de porter son effort d’investissement à 1,8 Md€ (dont 1 Md€ de financements publics entre 2021 et 2025) pour renforcer ses compétences scientifiques et techniques, établir des chaînes d’approvisionnement et des filières industrielles solides, et faire valoir les intérêts de ses entreprises et leur permettre de maintenir leur avance concurrentielle dans la durée.

Cependant, l’adoption et le déploiement des technologies quantiques à grande échelle à long terme se heurtent à de nombreux défis scientifiques, technologiques et techniques. Les fournisseurs et les utilisateurs potentiels de ces technologies déplorent l’absence de référentiels de mesure de référence, 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 relever ce défi d’ampleur et jouer pleinement son rôle de soutien à l’innovation et à l’industrialisation, et à la création de confiance.

Compte tenu de la complexité des systèmes et de la subtilité des propriétés concernées, des besoins ou des conditions de mesure, le sujet de la caractérisation des technologies quantiques et des technologies habilitantes est essentiel, novateur et exigeant car les défis de mesure sont bien réels. De nombreux travaux restent à mener pour analyser les performances réelles de ces technologies émergentes de manière non biaisée, objective et neutre, et ainsi éviter toute surenchère et désinformation entraînant une concurrence déloyale entre les acteurs présents sur le marché. Développer des méthodes de mesure partagées et fournir des mesures fiables et objectives permettront de renforcer la confiance dans les performances des technologies quantiques, prérequis indispensable à leur adoption par l’industrie et la société.

La maîtrise des technologies habilitantes est critique pour la structuration des chaînes de valeur industrielles et la souveraineté nationale car elles font régulièrement l’objet de tensions géopolitiques, qui plus est dans le cas des calculateurs quantiques. Avec un pouvoir de diffusion important, les technologies habilitantes trouveront également des débouchés dans d’autres secteurs hors quantique à très court terme avec un fort impact économique en terme d’emplois industriels et de croissance économique.

Objectifs

Avec le soutien du programme MetriQs-France et fort d’un budget de 2,7 M€ sur trois ans (octobre 2025 - septembre 2028), le projet MOCQUA vise à développer des méthodes de mesure de référence pour une caractérisation fiable et objective des composants matériels et sous-systèmes nécessaires à la réalisation de calculateurs quantiques à l’état solide à grande échelle. Les technologies analysées sont en lien avec la mise en œuvre des qubits supraconducteurs et semiconducteurs/spin.

L’objectif principal de s’articule autour de trois grands axes, à savoir science et technologie, industrialisation et marché:

• Optimisation du fonctionnement des calculateurs quantiques à l’état solide, par l’intégration de composants et de sous-systèmes fiables, aux performances caractérisées.
• Sécurisation de la chaîne d’approvisionnement des composants et des sous-systèmes.
• Positionnement commercial des fournisseurs français et adoption des technologies quantiques émergentes par le marché.

Par ailleurs, les travaux de métrologie s’articuleront avec les efforts en normalisation, dans une relation vertueuse de bénéfices réciproques : la normalisation contribuant à la reconnaissance des méthodes de mesure développées au rang de références et se nourrissant des spécifications techniques solidement établies par la métrologie.

Consortium

Le projet MOCQUA regroupe onze acteurs clés de l’écosystème quantique représentant les organismes de recherche (LNE, CEA, Cnam, Institut Néel du CNRS) et les partenaires industriels, fournisseurs de calculateurs quantiques et de composants (Alice & Bob, C12, Isentroniq, Quobly, Radiall, Silent Waves, VIQTHOR).

• Le LNE est le coordinateur du projet et participe activement aux travaux scientifiques et techniques. Grâce à son statut de tiers de confiance, il garantit l’impartialité et l’indépendance des méthodes de mesure de référence développées. Le LNE assure également la promotion et l’exploitation des résultats, notamment en métrologie et normalisation. Enfin, le LNE est le coordinateur du programme MetriQs-France, le programme national des référentiels de mesure, de l’évaluation et de la normalisation des technologies quantiques, qui s’inscrit dans le cadre de la Stratégie nationale sur les technologies quantiques (SNQ). 
• Alice & Bob une entreprise innovante spécialisée dans l’informatique quantique, fondée en 2020 et forte de 150 employés. Elle développe aujourd’hui un ordinateur quantique universel et sans erreur, en utilisant des qubits de chat, une technologie innovante de qubits supraconducteurs. Ces qubits ont la propriété de corriger de manière autonome une partie des erreurs limitant la puissance des processeurs quantiques actuels.
• C12 une entreprise innovante spécialisée dans l’informatique quantique, fondée en 2020 et comptant plus de 50 salariés. C12 est un pionnier dans l’utilisation de nanotubes de carbone pour créer des qubits de spin de haute-fidélité, intégrés dans une architecture cQED (circuit quantum electrodynamics). Elle poursuit ainsi sa mission de développer un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux erreurs.
• Le CEA est représenté d’une part par la Direction de la Recherche Technologique (DRT) impliquant notamment l’Institut LETI dédié aux technologies de la microélectronique et le Laboratoire d’Intégration des Systèmes et des Technologies (CEA-List) centré sur les usages numériques et le matériel et le logiciel pour les systèmes d’information complexes, et d’autre part par le Laboratoire PHotonique ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS) qui mène des recherches de nature fondamentale dans les domaines de la nanophysique et de la physique de la matière condensée, principalement à l’amont des technologies de l’information et de la communication.
• Le Cnam est l’un des quatre laboratoires nationaux de la métrologie française exerçant dans le domaine quantique. Il effectue des recherches scientifiques et technologiques en métrologie dans les domaines des longueurs, des masses et grandeurs associées, des températures, des propriétés thermiques des matériaux, du nano-dimensionnel et de la photonique. Ces recherches sont destinées à mettre en place, qualifier, disséminer les références nationales, à développer et caractériser des principes de mesure nouveaux, et à satisfaire des besoins industriels et sociétaux par des prestations d’études et d’étalonnage. 
• L’Institut Néel du CNRS est un laboratoire de recherche fondamentale en physique de la matière condensée. Ses activités couvrent un large éventail de thématiques, alliant exploration fondamentale et applications technologiques. Il possède une forte expertise dans la mesure du transport dans des nanostructures en environnements extrêmes (faible bruit, basse température et champ magnétique élevé). Au cours des dernières années, l’Institut Née a acquis une expertise de haut niveau dans le domaine de la manipulation quantique d’électrons individuels, tant pour la charge que pour le spin.
• Isentroniq est une jeune entreprise innovante qui conçoit et commercialise des solutions de câblage cryogénique et intra‑processeur capables de multiplier par 100, à infrastructure constante, le nombre de qubits contrôlables, afin de permettre l'avènement du calcul quantique à grande échelle.
• Quobly est une entreprise innovante spécialisée dans l’informatique quantique, fondée en 2022 et forte de 70 salariés. Sa mission est de tirer parti de l’innovation dans les semi-conducteurs pour exploiter pleinement le potentiel des technologies quantiques. En appliquant les méthodes éprouvées de fabrication des transistors au développement des qubits, Quobly ouvre la voie aux ordinateurs quantiques tolérants aux fautes. 
• Radiall est une entreprise de taille intermédiaire (chiffre d’affaires 2024 ~430 M€, ~3000 collaborateurs) spécialisée dans les solutions d’interconnexion pour environnements sévères, à destination des secteurs de l’aéronautique, de la défense, du spatial, des télécoms et de l’industrie. Engagée depuis plus de 12 ans dans les technologies quantiques, Radiall propose une offre complète de solutions radiofréquences (RF) adaptées aux environnements cryogéniques et aux applications quantiques.
• Silent Waves est une start-up de haute technologie d’environ dix salariés fondée en 2022, qui vise à fabriquer, caractériser et commercialiser des amplificateurs paramétriques à ondes progressives (TWPAs). Son expertise de la mesure cryogénique des TWPAs s’accompagne d’une connaissance approfondie des composants microondes cryogéniques et des exigences liées à la lecture de systèmes quantiques.
• VIQTHOR est une start-up de haute technologie d’environ dix salariés fondée en 2022, qui fait de l’électronique et de la photonique au service des ordinateurs quantiques. Celle-ci est spécialisée dans le contrôle et la lecture des qubits utilisés dans les ordinateurs quantiques. Son expertise réside dans le traitement du signal analogique et numérique et dans la conception d’instruments de mesure adaptés aux ordinateurs quantiques.

Résultats

Les résultats escomptés du projet comprennent :

• Le développement de méthodes de mesure de référence pour la caractérisation des composants quantiques.
• La maîtrise des grandeurs clés et des paramètres d’influence pour un fonctionnement optimal d’un ordinateur quantique, dans la perspective d’un passage à l’échelle.
• La caractérisation de composants et sous-systèmes selon les méthodes développées.
• Des avancées significatives en métrologie pour les technologies quantiques.
• Des progrès dans le développement de services de mesure pour les composants sur les plateformes expérimentales des partenaires.
• Des travaux de normalisation  dans les comités techniques européens et internationaux dédiés aux technologies quantiques : CEN-CENELEC JTC22 et IEC/ISO JTC3.
• Des collaborations scientifiques renforcées à l’échelle nationale (notamment avec les programmes Q-Loop, Cryonext et QRYOLink), européenne et internationale.
• Une accélération des feuilles de route technologiques des industriels.
• L’établissement d’une chaîne d’approvisionnement des composants pour les ordinateurs quantiques.
• Le renforcement du positionnement des fournisseurs français de composants et de qubits sur le marché.

L’ensemble des publications scientifiques liées au projet MOCQUA est disponible sur la plateforme HAL MetriQs-DEV-France