La technologie quantique au Canada

07-09-2022

Par nmirabal

Au cours de la dernière décennie, le Canada a suivi l’émergence de la technologie quantique grâce à des initiatives d’investissement dans la recherche quantique (plus de 1 milliard de dollars canadiens). Au cours de l’année écoulée, le gouvernement canadien a alloué 360 millions de dollars supplémentaires à l’élaboration de la Stratégie nationale quantique, afin que le Canada soit en mesure de devenir un leader mondial dans ce secteur. 

La technologie quantique s’appuie sur les principes de la mécanique quantique : la superposition et l’intrication. La théorie de la superposition quantique stipule que les particules quantiques peuvent exister dans plusieurs états en même temps, tandis que l’intrication quantique est le phénomène par lequel les particules quantiques sont liées les unes aux autres bien qu’elles soient très éloignées les unes des autres dans l’espace. En utilisant les concepts de superposition et d’intrication, l’informatique quantique a le potentiel de surpasser l’informatique classique grâce à l’utilisation de bits quantiques “qubits” qui peuvent exister sous forme de un, de zéro ou des deux en même temps. En revanche, les ordinateurs classiques ne fonctionnent qu’avec des bits binaires (un et zéro) et ne peuvent donc pas exécuter plusieurs calculs simultanément.

Les ordinateurs quantiques ont la capacité unique d’exécuter des algorithmes quantiques qui permettent de créer des espaces de calcul multidimensionnels nécessaires pour résoudre des tâches très complexes qui ne pourraient pas être réalisées par des algorithmes classiques. Par exemple, les espaces de calcul multidimensionnels pourraient reconnaître des modèles dans les problèmes de repliement des protéines, ce qui présente d’énormes avantages en médecine et pour le développement de médicaments. En dehors de l’industrie pharmaceutique, la technologie quantique devrait perturber plusieurs autres secteurs tels que la finance, la blockchain et les crypto-monnaies, le domaine manufacturier, et la cybersécurité.

Actuellement, les systèmes de calcul quantique sont encore en cours de développement. Les ordinateurs quantiques ne pourraient fonctionner efficacement que dans des environnements hautement contrôlés en raison de la nature fragile des qubits. Ces particules sont très sensibles aux variations de l’environnement (vibrations, rayonnements, ondes électromagnétiques, température), ce qui peut entraîner des erreurs dans les calculs. Compte tenu du coût du maintien de ces environnements hautement contrôlés, il est difficile de mettre en œuvre des ordinateurs quantiques à grande échelle. Malgré ces obstacles, les percées dans les capacités de calcul promises par la technologie quantique continuent d’inciter les organismes de recherche et les entreprises à expérimenter cette technologie émergente.

Au Canada, l’adoption de la technologie quantique est en pleine croissance, comme en témoigne l’augmentation de 360 % des entreprises en démarrage dans ce domaine en l’espace de six ans (de 5 à 23 en septembre 2021, selon McKinsey and Co.). Les entreprises de technologie quantique établies, comme D-Wave Systems, basée à Vancouver, sont reconnues comme des leaders mondiaux, car elles sont actuellement les seules à construire des ordinateurs quantiques à recuit et à grille. Quant à Xanadu Quantum Technologies, basée à Toronto, elle se spécialise dans la construction d’une architecture modulaire et évolutive par le biais de réseaux optiques. Ces deux entreprises sont membres d’Industrie quantique Canada (IQC), dont la mission est de veiller à ce que l’innovation et le talent quantiques canadiens se traduisent par la réussite des entreprises et la prospérité économique du pays.

Les universités canadiennes sont également reconnues au niveau mondial pour l’importance qu’elles accordent à la recherche sur les technologies quantiques. En particulier, l’Institute de Quantum Computing de l’Université de Waterloo, qui a publié plus de 1 500 articles de recherche, est classé parmi d’autres universités de premier plan comme Harvard, le MIT et la NUS.  La collaboration entre les entreprises et les institutions de recherche est également présente dans cet espace. L’entreprise montréalaise, Anyon Systems, a récemment annoncé qu’elle livrera le premier ordinateur quantique canadien destiné à la recherche publique, “Monarch”, à Calcul Québec, un organisme sans but lucratif et partenaire régional de l’Alliance de recherche numérique du Canada, d’ici le premier semestre de 2023.

Le gouvernement canadien démontre son soutien à l’industrie quantique par des programmes de financement visant à encourager les efforts de recherche, d’innovation et de commercialisation. Plus précisément, FedDev Ontario, dans le sud de l’Ontario, offre l’Initiative quantique régionale (IQR), un programme provincial de prêts sans intérêt, conçu pour aider les petites et moyennes entreprises, y compris les jeunes entreprises situées dans le sud de l’Ontario, à faire progresser et à commercialiser leurs produits et solutions quantiques sur les marchés nationaux et internationaux. Les entreprises peuvent soumettre leurs demandes pour ce programme jusqu’au 20 septembre 2022.

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Sources :

Rebecca Galicha

Consultante en RS&DE