[ad_1]
Robert Schoelkopf a passé plus de 15 ans à étudier les éléments constitutifs des ordinateurs quantiques avant de décider, en 2015, qu'il était temps de commencer à en construire un. Le physicien et ses collègues de l’Université de Yale ont commencé à présenter leur nouvelle entreprise, Quantum Circuits, Inc., aux investisseurs, dans l’espoir de persuader les sociétés de capital-risque que le moment était venu de verser de l’argent à une entreprise d’informatique quantique. En deux ans, l’équipe avait obtenu 18 millions de dollars. Cela suffisait pour construire un laboratoire spécialisé – qui a ouvert ses portes en janvier – dans un parc scientifique près de l'université de New Haven, dans le Connecticut, et pour employer une vingtaine de scientifiques et d'ingénieurs.
Pour Schoelkopf, l’investissement en capital-risque était un territoire inconnu. Mais il n’est pas le seul physicien quantique à avoir réussi son argumentaire commercial. Les gouvernements et les grandes entreprises technologiques ont depuis longtemps nourri la recherche quantique et, ces dernières années, ont annoncé des milliards de dollars pour le secteur. Alors que leur soutien augmentait, les investisseurs extérieurs cherchaient à se lancer rapidement dans une industrie naissante.
Au début de cette année, selon une analyse de La nature, les investisseurs privés ont financé au moins 52 entreprises de technologie quantique dans le monde depuis 2012 – nombre d’entre elles étant issues de départements universitaires. (Les universitaires ont fondé de nombreuses autres start-ups qui n'ont pas encore conclu de marché.) Bien que la valeur de certaines des infusions en espèces reste secrète, La natureL’analyse de l’échelle reflète l’ampleur des activités récentes Elle constate que, en 2017 et 2018, les entreprises ont reçu au moins 450 millions de dollars de fonds privés, soit plus de quatre fois les 104 millions de dollars communiqués au cours des deux années précédentes (voir «Trésorerie pour les qubits»). VC constitue la majeure partie de cet argent. De nombreuses entreprises du carrefour VC de la Silicon Valley, en Californie, se sont déjà lancées et parmi les autres, "la plupart surveillent de près les performances quantiques", déclare Christopher Monroe, physicien à l'université du Maryland à College Park, qui a cofondé le société d’informatique quantique IonQ en 2015.
Peu de gens doutent que les technologies quantiques finissent par produire des produits utiles et potentiellement révolutionnaires. Parallèlement aux investissements du gouvernement, des centaines d'entreprises s'empressent d'investir sur le terrain. Des grands noms tels que IBM, Google, Alibaba, Hewlett Packard, Tencent, Baidu et Huawei effectuent leurs propres recherches. Google a pu résoudre des problèmes spécialisés qui jetteraient même le voile sur le meilleur ordinateur classique – un repère connu sous le nom de ‘’. Le chiffrement sécurisé utilisant la technologie quantique est déjà un produit commercial, de même que certaines technologies quantiques activées qui détectent, donnent une image ou mesurent à des échelles extrêmement précises. Une entreprise, D-Wave Systems, située à Burnaby, au Canada, vend même, bien que ces machines soient spécialisées dans des tâches particulières connues sous le nom de problèmes d’optimisation.
Toutefois, les investisseurs en capital-risque ont tendance à investir dans ce qu'ils espèrent changer, comme un ordinateur quantique polyvalent capable de gérer de nombreux types de calculs autrement impossibles. Du point de vue des investisseurs, les liquidités injectées chaque année sur le terrain représentent jusqu’à présent une petite dépense – au même titre que les investissements en capital-risque dans des entreprises d’intelligence artificielle (IA) avant 2010, par exemple. (En 2018, les investissements américains en capital-risque dans l’IA avaient atteint 9,3 milliards de dollars.) Ces chiffres sont néanmoins substantiels pour un domaine immature qui n’a pas encore beaucoup à vendre. Malgré cela, certaines sociétés de logiciels commercialisent déjà leurs travaux sur des algorithmes quantiques, écrits pour du matériel qui n’existe pas encore.
Beaucoup craignent que le buzz ne se transforme en bulle. «Il y a beaucoup de battage publicitaire à l'heure actuelle», a déclaré Doug Finke, informaticien à Orange County, en Californie, qui dirige le site Web de suivi de l'industrie, Quantum Computing Report. Les technologies quantiques ont connu des progrès rapides, mais les machines capables de traiter de nombreux types de calcul risquent encore d’être dans des décennies, et même dans ce cas, il sera difficile d’écrire des algorithmes qui exploitent leurs capacités, dit Finke.
Certains investisseurs en capital de risque misent sur une percée qui permettra à l’informatique quantique à usage général de se concrétiser en cinq ou dix ans. D'autres tablent sur des progrès suffisants pour qu'une autre entreprise les rachète. Beaucoup espèrent aussi, qui pourraient émerger plus tôt. Celles-ci seraient limitées à des questions spécifiques, telles que la simulation d'une réaction en chimie quantique ou l'optimisation d'un modèle financier. Ils ne fonctionnent peut-être pas mieux qu'un ordinateur classique doté de ressources informatiques illimitées, mais ils peuvent néanmoins créer des produits commercialisables.
Si ces premiers ordinateurs quantiques n’émergent pas rapidement avec des utilisations rentables, le champ pourrait être confronté à une «vallée de la mort» dans laquelle l’investissement faiblirait, a prévenu une des académies nationales américaines des sciences, de l’ingénierie et de la médecine. Certains chercheurs s’inquiètent d’un «hiver quantique» semblable aux «hivers de l’IA», utilisé pour décrire les accalmies qui ont suivi une poussée d’intérêt dans ce domaine. Il y a maintenant des indices que les entreprises américaines ont du mal à obtenir des financements privés, dit Finke, qui note que sept transactions sur dix qu'il a documentées cette année étaient en dehors du pays. «Nous avons encore beaucoup de valeur à créer. Il s’agit simplement de savoir s’il ya trop de battage publicitaire», déclare Christian Weedbrook, fondateur de la société d’informatique quantique Xanadu à Toronto, au Canada.
Quids pour qubits
Les technologies quantiques ont déjà transformé le quotidien. Ordinateurs, téléphones portables, imagerie médicale, lasers et supraconducteurs ont tous émergé de la révolution scientifique du début du XXe siècle, lorsque les physiciens ont déverrouillé le fonctionnement interne de l'atome grâce à la mécanique quantique. Mais la génération actuelle de technologies quantiques va plus loin en manipulant des phénomènes quantiques auparavant inexploités et souvent fragiles. Il s’agit de la superposition, dans laquelle les particules semblent avoir plusieurs états jusqu’à leur observation, et de l’enchevêtrement, qui décrit comment les propriétés des systèmes quantiques, telles que le spin et la polarisation des particules, peuvent être inextricablement liées.
Ces technologies quantiques comprennent le cryptage non hackable, les dispositifs de détection super-sensibles et les nouvelles formes d’imagerie. Si les scientifiques pouvaient réussir, le plus grand changeur de jeu serait un ordinateur quantique polyvalent. En entremêlant des collections de bits quantiques, ou «qubits», une telle machine pourrait effectuer des calculs tels que la recherche de bases de données et la factorisation de grands nombres bien plus rapidement que les meilleurs ordinateurs classiques. «Il existe toute une catégorie de problèmes qui seront toujours impossibles sans ordinateurs quantiques», déclare Monroe.
Analyser les transactions commerciales sur le terrain, La nature références croisées de jeunes entreprises quantiques publiées sur des sites Web d'études de marché et dans des rapports de consultants, ainsi que des informations fournies par PitchBook, une société d'études de marché basée à Seattle, Washington (voir Informations complémentaires pour les données complètes).
Les entreprises développant les qubits physiques – le matériel informatique quantique – ont reçu la part du lion des investissements en capital de risque. La société Schoelkopf utilise de minuscules boucles de fil supraconducteur refroidies à près de zéro pour ses qubits. Il s'agit de la configuration la plus étudiée pour le matériel informatique quantique: les géants technologiques Google et IBM, par exemple, utilisent les mêmes principes. (Les investissements dans la recherche interne des grandes entreprises technologiques sont susceptibles d'être importants, mais ils ne sont pas divulgués publiquement et ne sont donc pas inclus dans notre analyse.) Le plus grand ordinateur quantique de Google dispose de 72 qubits, mais environ un million seront nécessaires pour un système quantique polyvalent. ordinateur. La société Monroe utilise une autre technologie de longue date: l’application de champs magnétiques pour piéger les ions d’ytterbium dont l’état quantique est lu à l’aide de lasers.
D'autres sociétés se concentrent sur différents matériels qui sont à un stade précoce de développement, mais qui pourraient s'avérer plus faciles à fabriquer à grande échelle. Ces investissements attirent de plus en plus d’investissements, explique Christophe Jurczak, fondateur et associé directeur de Quantonation, un fonds de capital-risque basé à Paris, lancé en 2018 et axé sur les jeunes entreprises de la «physique profonde». Les entreprises développant des qubits basés sur la lumière et sur le silicium ont reçu un investissement en capital de risque de plusieurs dizaines de millions de dollars depuis 2017.
Une entreprise, PsiQuantum à Palo Alto, en Californie, promet d’empêcher ses concurrents de créer un ordinateur d’un million de bits dans environ huit ans. Son idée inhabituelle consiste à fabriquer des qubits à partir de photons de lumière guidés à travers des rainures gravées dans des puces en silicium. L’avantage de cette approche est que ces qubits pourraient être fabriqués dans des usines de fabrication de semi-conducteurs existantes, explique le directeur général Jeremy O'Brien, qui a quitté son poste permanent à l’Université de Bristol, au Royaume-Uni, pour cofonder la société en 2016. Les universitaires restent sceptiques quant aux affirmations de la société. O'Brien affirme qu'elle figure parmi les «meilleures entreprises» en termes d'investissements et emploie maintenant une centaine de personnes. Cela pourrait suggérer qu'elle a permis de récolter des dizaines de millions de dollars. l'entreprise ne le dira pas publiquement.
Le logiciel Quantum s’avère également un attrait pour les investissements privés: 20 entreprises ont collecté plus de 110 millions de dollars sur 28 contrats entre 2012 et fin 2018. Ces sociétés élaborent des algorithmes qui traduisent des problèmes, tels que l’optimisation de la logistique des chaînes d’approvisionnement ou la simulation de molécules. pour la découverte de médicaments – dans un logiciel qui pourrait être exécuté sur les premiers ordinateurs quantiques. L’argent destiné aux logiciels provient généralement d’entreprises de capital-risque «stratégiques» appartenant à de grandes entreprises. Ces start-ups financent à la fois le développement de la technologie et la rentabilité, a déclaré Matt Johnson, directeur général et cofondateur de la société de logiciels quantiques QC Ware à Palo Alto, qui a levé 6,5 millions de dollars en 2018. Des CV purement axés sur le profit Tu n'es pas encore intéressé, dit-il.
Plusieurs start-ups de logiciels ont généré des dizaines de millions de dollars chacune, notamment Zapata Computing à Cambridge, Massachusetts; 1QBit à Vancouver, Canada; et Cambridge Quantum Computing, basé au Royaume-Uni. Bien que personne n’ait encore tiré parti des algorithmes quantiques, certaines entreprises sont disposées à payer pour les développer, explique Yianni Gamvros, responsable du développement des affaires chez QC Ware. Cette société a déjà signé des contrats dans des secteurs tels que l'aérospatiale, qui prévoit des décennies, et dans la finance, où des avantages minimes peuvent générer des gains énormes. La société développe des algorithmes qui, sur un ordinateur quantique précoce, pourraient résoudre les plus gros goulots d’étranglement de ces industries, a-t-il déclaré. De nombreuses entreprises sont encore sous le choc de l’intelligence artificielle. «Cela semble être un petit investissement pour se préparer à une autre force potentiellement perturbatrice», déclare Gamvros.
L’informatique n’est pas la seule technologie quantique à attirer des fonds. La start-up suisse Qnami à Bâle, qui a reçu 130 000 dollars en 2018 pour développer un microscope magnétique quantique utilisant des électrons uniques piégés dans du diamant synthétique, est l'une des trois entreprises au moins à avoir réuni des sommes relativement modestes pour la production de technologies d'imagerie ou de détection.
Et il est difficile de quantifier les investissements dans l’un des domaines quantiques les plus en vogue: les communications, qui utilisent des photons enchevêtrés pour créer des clés cryptographiques qui permettent une transmission de données fondamentalement sécurisée. Treize entreprises travaillant sur les communications sécurisées quantiques ont annoncé 27 contrats qui ont permis de collecter des fonds, mais seulement la moitié environ ont révélé des montants. Les leaders dans le domaine – les sociétés chinoises QuantumCTek à Heifei et Qasky à Wuhu, toutes deux situées dans la province d'Anhui – n'ont pas révélé le montant des fonds privés qu'elles ont reçus.
En Suisse, ID Quantique à Genève a installé son premier système à courte portée pour le cryptage quantique des informations de vote lors des élections régionales de 2007. Maintenant, les ingénieurs chinois développent la communication quantique au niveau mondial: développant un 2 installé en 2014 et développant une réseau de satellites quantiques après. Si les ordinateurs quantiques acquièrent la capacité de pirater le meilleur cryptage classique, le cryptage quantique pourrait s'avérer le seul moyen de sécuriser les communications.
Géographie quantique
L’Amérique du Nord est depuis longtemps le leader mondial en termes d’attraction d’argent de capital-risque, et La natureL’analyse montre que la région domine également l’investissement quantique privé. Mais le boom ne se limite pas à la Silicon Valley. Les entreprises au Canada ont attiré 243 millions de dollars, dirigés par le pionnier de l'informatique quantique, D-Wave Systems, qui a recueilli à lui seul 177 millions de dollars. Tout un écosystème a émergé pour soutenir les entreprises quantiques autour des pôles universitaires de Waterloo et de Toronto, qui ont bénéficié d'investissements publics et philanthropiques, d'avantages fiscaux et de pépinières performantes, explique Jurczak. «Vous avez de très bonnes vibrations et de bonnes relations là-bas», dit-il. Une répression de l'immigration aux États-Unis semble également donner au Canada un avantage pour attirer des physiciens quantiques talentueux, a déclaré Weedbrook, de Xanadu. «Nous assistons à une fuite des cerveaux au Canada et c’est formidable pour nous», dit-il.
La plus grande lacune dans La natureL’analyse de la société est due au manque d’informations sur les investissements en Chine. Les rapports dans les médias anglophones et les sociétés d'analyse occidentales couvrent rarement les marchés en Chine, qui impliquent souvent des sociétés de capital-risque soutenues par l'État. Notre analyse risque donc de manquer un grand nombre de contrats dans ce pays. Et selon nos données, seule une transaction de financement sur dix conclue avec des entreprises chinoises a révélé sa valeur. Selon Jian-Wei Pan, physicien quantique à l'Université des sciences et technologies de Chine à Hefei, la commercialisation de nombreuses technologies quantiques en Chine est bien avancée. QuantumCTek a été lancé en tant que spin-out de son laboratoire en 2009.
Les brevets offrent un autre signe de l'activité en Chine. Plus de 43% des innovations technologiques quantiques brevetées entre 2012 et 2017 provenaient d'entreprises et d'universités chinoises, selon les données recueillies par le Centre commun de recherche de la Commission européenne à Ispra, en Italie. Dans le domaine des brevets, la Chine "a été extrêmement agressive, en particulier dans les domaines liés à la communication", déclare Celia Merzbacher, directrice associée du Consortium américain de développement économique quantique à Arlington, en Virginie.
Ailleurs dans le monde, les financements privés reflètent les points chauds de la recherche, avec des investissements en Australie, à Singapour, au Royaume-Uni et dans toute l'Europe. Les investisseurs européens ont généralement une plus grande aversion pour le risque et disposent de budgets plus modestes, mais un programme lancé par l’Union européenne en 2018 vise à faire en sorte que les atouts de la région en matière de recherche fondamentale se traduisent par un succès commercial. Les États-Unis, le Royaume-Uni, le Japon, la Suède, Singapour, le Canada et la Chine consacrent tous des centaines de millions de dollars aux technologies quantiques.
Goulot d'étranglement quantique
La plupart des scientifiques universitaires qui ont fondé des start-ups, telles que Schoelkopf, passent encore du temps sur leur campus, poursuivant ainsi des recherches susceptibles de déboucher sur de nouvelles avancées. Seuls quelques-uns, tels que PsiQuantum’s O’Brien, ont complètement quitté le monde universitaire. Même dans ce cas, le boom des nouvelles entreprises quantiques signifie qu'il y a déjà trop peu d'ingénieurs quantiques hautement qualifiés pour approvisionner les entreprises – et le secteur, tel qu'il est, risque de drainer les talents académiques des universités, comme ce fut le cas dans AI, selon Xanadu. Weedbrook. "Je pense que nous commençons à atteindre un point qui nous préoccupe", dit-il. Plus de formation est nécessaire: l'un des principaux volets de la US National Quantum Initiative, d'une valeur de 1,2 milliard de dollars, que le président Donald Trump a signée en décembre 2018, consiste à former une nouvelle génération d'emplois dans ce domaine.
Dans le même temps, certaines entreprises font trop de promesses en ce qui concerne la technologie qu'elles peuvent offrir, dit Monroe. "Il y a beaucoup de battage publicitaire sur le terrain, beaucoup de promesses qui, à première vue, ont l'air un peu ridicules, et certaines d'entre elles sont financées", dit-il.
Les chercheurs ne nommeraient pas les efforts particuliers qu’ils pensaient être excités, mais Weedbrook a souligné l’ampleur des investissements dans des entreprises qui se concentrent uniquement sur les logiciels quantiques comme un signe de bulle d’investissement; certains d’entre eux ont recueilli des dizaines de millions de dollars, alors même que leur équipement physique et leurs installations sont peu coûteux. «C’est une somme incroyable, alors cela semble indiquer qu’il ya beaucoup de battage publicitaire», déclare Weedbrook, dont la firme développe à la fois du matériel et des logiciels quantiques.
Mais les entreprises de logiciels quantiques affirment que leur travail a besoin d’argent pour le développement intensif et l’embauche de personnel. Les entreprises doivent également couvrir leurs coûts plus longtemps que la période de financement habituelle de deux ans, a déclaré Christopher Savoie, directeur général de Zapata Computing, une entreprise de logiciels quantiques qui avait collecté 21 millions de dollars plus tôt cette année. Cela tient au fait que le moment où le matériel pour les logiciels quantiques va émerger reste incertain et que les entreprises ont besoin de fonds pour attirer les scientifiques de postes académiques stables, a-t-il déclaré.
Tout le monde n'est pas si inquiet. O’Brien a déclaré que bien que les sociétés de capital-risque puissent rencontrer des chercheurs sur la base de buzz, il n’a pas encore vu que cela se traduisait par de mauvaises décisions. Et bien que la physique quantique puisse paraître contre-intuitive, ces technologies ne sont pas plus difficiles à comprendre que beaucoup d’autres, dit-il. "Il se passe des choses bizarres et loufoques, mais il y a des choses étranges et loufoques dans un transistor."
Si les données de 2019 montrent que l'investissement privé américain dans la technologie quantique ralentit, cela pourrait être dû aux craintes d'un hiver quantique ou à la longue période de rentabilité des entreprises quantiques. La concurrence accrue entre le grand nombre de jeunes entreprises pourrait également jouer un rôle, ou les préoccupations selon lesquelles la guerre commerciale entre les États-Unis et la Chine pourrait refroidir l'économie, a-t-il ajouté. Un cycle de battage médiatique est obligatoire pour presque tous les marchés de la haute technologie, explique Merzbacher, qui prédit que les «reportages à bout de souffle et les annonces mousseuses» risquent de s'estomper. Il existe de bonnes raisons de penser que les technologies quantiques créeront des avancées décisives. «C’est une question de calendrier, plutôt que de savoir si cela se produira», dit-elle.
Schoelkopf dit que certaines entreprises font de grandes promesses sur des délais trop courts. Mais il pense que les estimations sur le temps qu'il faudra pour construire un ordinateur quantique à usage général sont trop pessimistes. "Si vous aviez projeté en avant par rapport à ce que nous étions il y a dix ans, vous n'auriez jamais prédit à quel point nous sommes aujourd'hui", dit-il. Un matériel innovant associé à un logiciel qui résout les problèmes les plus faciles à résoudre signifie «nous allons atteindre des calculs quantiques utiles plus rapidement que ce que les gens pensent».
[ad_2]