29 mars 2022

Après avoir exploré les principes de base de la physique quantique, puis quelques applications qui font déjà partie de notre quotidien, ce 3^e article de blogue s’attardera sur des applications qui pourraient être intégrées dans une entreprise ou une usine près de chez nous, à plus ou moins court terme.

Informatique, santé, pharmacologie, énergie, agriculture, communications, sécurité, environnement, finance et plus encore : les « débouchés » de la quantique sont multiples, avec la perspective de nettement améliorer la sensibilité et l’efficacité des outils et des processus.

3 grands secteurs

1. Informatique quantique
   C’est l’informatique de demain, le fameux ordinateur quantique, potentiellement capable de résoudre en quelques secondes des calculs qui prendraient des milliers d’années à un ordinateur classique. Alors que nos ordinateurs actuels stockent et traitent l’information à l’aide de bits d’information – un ou zéro –, l’informatique quantique utilise des qubits, qui peuvent être dans plusieurs configurations à la fois.

Le premier ordinateur quantique commercial d’IBM au Canada sera implanté en Estrie, dans le cadre de la zone d’innovation Sherbrooke quantique et d’un partenariat avec le gouvernement du Québec. Il s’agira de l’un des plus performants au monde!

2. Matériaux quantiques
   Ce sont des matériaux, comme des cristaux, des alliages ou d’autres composés, dont les propriétés à l’échelle atomique sont différentes des matériaux à plus grande échelle. Certains matériaux, comme le graphène par exemple, sont des supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils peuvent transporter de l’électricité presque sans perte d’énergie. Sauf que cet effet quantique n’est observé actuellement qu’à des températures assez basses, autour de -135 °C, ou encore à la température de la pièce, mais sous très haute pression.

3. Génie quantique
   On fait ici référence aux technologies qui exploitent ou qui visent à maîtriser des phénomènes quantiques pour en faire des applications concrètes. Grâce à l’ingénierie quantique, des problèmes insolubles aujourd’hui trouveront des avenues de solution.

Dans le futur

La deuxième révolution quantique est donc en marche : des entreprises exploitent déjà les aspects étonnants de la physique quantique, comme la superposition et l’intrication – voir le premier blogue. Mais le gros de l’iceberg reste à découvrir – et à imaginer. Parce qu’au-delà des applications technologiques déjà entrevues dans plusieurs secteurs, d’autres risquent d’émerger. Et le plus beau de l’histoire, c’est que Sherbrooke y joue un rôle de premier plan avec la nouvelle zone d’innovation Sherbrooke quantique. Jetons donc un œil dans la boule de cristal quantique!

Détection et imagerie

→ De nouvelles technologies d’imagerie médicale pourront émerger, plus précises, avec la possibilité d’analyser rapidement les données pour trouver des biomarqueurs du cancer, de la maladie d’Alzheimer ou autre.

→ Des dispositifs médicaux ou autres ont le potentiel d’être développés, plus petits que ceux actuels et à moindre coût, par exemple des magnétocardiogrammes.

→ La précision accrue permise par la quantique pourrait donner naissance à des dispositifs de nouvelle génération, comme des boussoles quantiques que pourront utiliser des drones de livraison ou encore des capteurs magnétiques quantiques pour des drones de sauvetage.

Informatique

→ On pense bien sûr à l’ordinateur quantique – le Saint-Graal de l’informatique quantique. Cet ordinateur augmentera de façon inouïe la capacité d’exécuter des calculs complexes.

→ Le calcul quantique devrait aussi permettre d’accroître les capacités de cryptage et de rehausser la cybersécurité.

→ La découverte de médicaments devrait se faire en accéléré et à moindre coût puisqu’il sera possible d’analyser plus rapidement les résultats des essais précliniques et cliniques.

→ Il sera potentiellement possible de développer des véhicules autonomes hautement sécuritaires.

→ L’efficacité énergétique de l’ordinateur quantique pourrait permettre de sauver une quantité phénoménale d’électricité lors de certains calculs.

Fabrication

→ De nouveaux matériaux naîtront sans doute, qui amélioreront par exemple les propriétés des batteries actuelles, des cellules solaires et des dispositifs électroniques.

→ Indispensables à la fabrication de matériel informatique notamment, de nouveaux semi-conducteurs seront vraisemblablement mis au point, pavant la voie à une panoplie d’objets connectés.

→ Des capteurs ultra-performants devraient faire leur apparition pour accélérer la numérisation des procédés industriels, la maintenance préventive, etc.