Des lasers, un super-congélateur et des atomes piégés dans le vide: on a visité l’usine de Pasqal, le champion français de l’ordinateur quantique (et on n’a pas tout compris)
Cotée en Bourse depuis cet été aux États-Unis et fondée par un prix Nobel de physique, cette jeune pousse française se livre à une compétition acharnée avec les géants américains et chinois dans cette course effrénée pour maîtriser cette technologie de calcul ultra-sophistiquée.
Cotée en Bourse depuis cet été aux États-Unis et fondée par un prix Nobel de physique, cette jeune pousse française se livre à une compétition acharnée avec les géants américains et chinois dans cette course effrénée pour maîtriser cette technologie de calcul ultra-sophistiquée.
Théorisée au début des années 1980, l’informatique quantique reste perçue comme une technologie complexe, presque mystique. Depuis, et plus particulièrement au cours de la dernière décennie, la recherche fondamentale en information quantique a connu un essor considérable.
Grâce à une puissance de calcul potentiellement sans commune mesure avec celle des machines classiques, les ordinateurs quantiques pourraient transformer radicalement l’informatique.
Le mastodonte américain IBM est l'un des groupes mondiaux les plus avancés dans la course à l'ordinateur quantique. Or, à une vingtaine de kilomètres au sud de Paris, une entreprise française compte bien jouer des coudes avec les mastodontes américains et chinois dans cette course effrénée à la maîtrise de cette technologie.
Un pionnier tricolore du quantique
Ce pionnier tricolore du quantique s'appelle Pasqal. Pourquoi ce nom de Pasqal? En référence au philosophe et mathématicien français Blaise Pascal, qui est à l'origine de la première machine à calculer mécanique de l'histoire tandis le "q" correspond au quantique.
Pasqal nous a ouvert les portes de son usine de production et de recherche et développement à Palaiseau, dans l'Essonne, au cœur du plateau de Saclay. Ce lieu est un pôle d'excellence scientifique, technologique et universitaire majeur, aussi qualifié de "Silicon Valley" tricolore. En plus de Pasqal, il abrite trois autres pionniers mondiaux de l'informatique quantique, à savoir Alice&Bob, Quandela et C12.
Équipé d'un casque de réalité virtuelle, notre premier contact dans les arcanes de l'informatique quantique commence par une immersion au cœur d'un processeur quantique. Cette plongée introductive virtuelle dans les entrailles d'un ordinateur quantique nous invite à observer une mécanique sophistiquée composée de lasers, de lentilles et de miroirs. Ce dispositif permet de piéger, de déplacer et de manipuler les atomes, essentiels à la résolution d'un problème.
Le quantique repose en effet sur la capacité pour deux particules, même très éloignées l'une de l'autre, de rester en contact, en se transmettant des informations par "téléportation" quantique, soit plus vite que la vitesse de la lumière. C'est ce qu'on appelle l'intrication.
Alors qu’un processeur classique traite l’information avec des bits qui valent soit 0, soit 1, un processeur quantique utilise des qubits (bits quantiques) qui peuvent être à la fois 0 et 1 grâce à la superposition d’états. Ces qubits peuvent également être intriqués, c’est-à-dire liés entre eux de telle manière que leur état ne peut plus être décrit indépendamment de celui des autres.
Pour l'instant, toute cette mécanique nous paraît encore abstraite. Après ce premier contact virtuel, place au concret. Nous déambulons dans un bâtiment qui s’organise sur plusieurs étages. Au rez-de-chaussée se trouvent les salles qui abritent les machines, et notamment les processeurs quantiques. À l’étage, plusieurs laboratoires sont dédiés au développement et à la mise au point des sous-systèmes.
L’objectif est d’y assembler, tester et valider ces différents sous-systèmes, avant de les réunir au sous-sol pour former le système complet. Les machines peuvent ensuite rester sur place pour les activités de recherche et développement ou, lorsqu’elles sont destinées à des clients, être conditionnées puis expédiées et installées directement sur leur site.
Qbits et ultravide
Chez Pasqal, l’idée est d’encoder l’information dans des atomes. Ces atomes jouent le rôle de bits quantiques, les fameux qubits. Comme leur comportement obéit aux lois de la physique quantique, ils permettent de traiter l’information différemment d’un ordinateur classique et, pour certains problèmes, de réaliser des calculs plus performants.
Ces qubits sont en effet capables de représenter plusieurs possibilités à la fois. Le calcul applique des opérations quantiques pour renforcer les bonnes réponses et réduire les mauvaises, puis mesure les qubits pour obtenir un résultat classique.
Concrètement, il faut parvenir à manipuler les atomes individuellement: contrôler leur position et agir précisément sur chacun d’eux. Pour cela, Pasqal utilise des lasers.
Le cœur de sa technologie repose donc sur l’interaction entre des atomes et la lumière. Autour des sources laser, différents composants — miroirs, modulateurs et filtres — permettent d’envoyer la lumière au bon endroit, au bon moment et avec les bonnes propriétés. Plus cette interaction est maîtrisée, plus les calculs peuvent être précis et efficaces.
Les atomes doivent également être placés dans une enceinte sous vide, car les molécules présentes dans l’air pourraient perturber leur fonctionnement. Cet ultravide, qui correspond peu ou prou à la pression à la surface de la lune est nécessaire pour placer les qubits dans des positions bien définies.
Chez Pasqal, les qubits sont constitués d’atomes de rubidium. Ce métal est la matière première idéale pour la physique quantique, car ses atomes sont faciles à attraper, refroidir et manipuler avec des lasers.
L’ensemble est piloté par des systèmes électroniques qui contrôlent notamment l’intensité, l’orientation et la polarisation de la lumière. Une couche logicielle, comparable au système d’exploitation d’un ordinateur, coordonne ensuite les différentes opérations afin que le processeur exécute les tâches demandées.
Cette technologie mobilise donc plusieurs domaines : la physique quantique, l’optique, l’optomécanique, l’électronique et l’informatique. Le principal défi consiste à préserver les propriétés quantiques des atomes, comme la superposition et l’intrication. Celles-ci sont très fragiles et peuvent disparaître sous l’effet du bruit ou de perturbations extérieures.
L’objectif est donc de contrôler un nombre croissant de qubits dans les meilleures conditions possibles, afin d’améliorer progressivement les performances des processeurs quantiques.
"Concevoir un ordinateur quantique reste un défi, notamment pour obtenir des performances de plus en plus élevées", explique Adrien Signoles, Chief Hardware Officer de Pasqal.
Tout ce mécanisme complexe est scellé dans une grosse boîte noire de 3 mètres sur 2 mètres sur 2 mètres, pour éviter toute contamination par la poussière et tout contact avec les puissants lasers.
Lors de notre face-à-face avec une machine de recherche et développement, les lasers en question ont été désactivés pour des questions évidentes de sécurité. Immédiatement, un bruit qui nous est familier depuis notre visite chez Riber, nous interpelle.
Ce sifflement bien caractéristique est émis par le cryostat. Il fonctionne comme un super-congélateur. Il possède une double paroi dans laquelle on a fait le vide d'air. Cet appareil sert à figer la matière atomique pour éliminer toute perturbation thermique et faire apparaître les propriétés quantiques.
"Un processeur quantique peut remplacer tout un étage d’ordinateurs classiques, tout en consommant moins de 5 kilowatts, soit l’équivalent de deux sèche-cheveux. Le vide ne nécessite aucune énergie: seuls les lasers et, surtout, le système de refroidissement en consomment", détaille Adrien Signoles.
Energie, logistique, santé et finance
Les applications de Pasqal ne sont pas cantonnées qu'aux murs des laboratoires de recherche. Sa flotte d'unités de traitement est aussi utilisée par les industriels. Dans la santé et la chimie, le calcul quantique permet de simuler des molécules pour accélérer la découverte de médicaments, de prédire la toxicité de certains composants et de concevoir de nouvelles générations de batteries.
"Le quantique a la capacité de révolutionner de nombreuses industries. Les matériaux, les médicaments, ça correspond à des problèmes qui sont eux-mêmes difficiles parce qu'ils sont quantiques. C'est la description de l'infiniment petit", explique à BFM Business, Loïc Henrié, directeur technique de Pasqal.
Dans l’énergie, sa technologie contribue à la gestion des réseaux électriques intelligents, à l’intégration des énergies renouvelables et à la planification de la recharge des flottes de véhicules électriques, notamment en partenariat avec EDF.
Dans la logistique et les transports, Pasqal travaille sur l’optimisation du fret maritime avec CMA CGM (propriétaire de BFM Business) la gestion des chaînes d’approvisionnement avec BMW, ainsi que le routage des constellations de satellites.
Dans la finance, ses solutions servent par exemple à anticiper la dégradation des notes de crédit.
"On a travaillé avec Crédit Agricole sur des cas d'usages particuliers, je peux en mentionner deux. Donc l'analyse de risque de crédit, comment on va pouvoir analyser quelle est la probabilité, quel est le risque d'avoir un défaut par rapport au portefeuille de crédit. Et la deuxième optimisation, le deuxième cas d'usage, c'est l'optimisation de portefeuille qu'on peut réaliser", détaille aussi Loïc Henrié.
Prenons un exemple concret: un géant de la logistique qui doit organiser chaque matin les tournées de 1.000 camions pour livrer 10.000 clients. Il ne suffit pas de trouver le chemin le plus court: il faut décider quels colis placer dans chaque camion, dans quel ordre effectuer les livraisons et à quelle heure partir, tout en tenant compte de la capacité des véhicules, des créneaux horaires des clients, des embouteillages, des temps de conduite et de pause des chauffeurs ou encore de l’autonomie des véhicules électriques.
Le nombre de combinaisons possibles explose très vite. Google donne un ordre de grandeur parlant: pour seulement 20 destinations, il existe déjà plus de 2,4 milliards de milliards d’ordres de passage possibles.
À supposer qu’une machine puisse en tester un milliard chaque seconde, il lui faudrait encore environ 77 ans pour tous les examiner. Avec 30 destinations, on atteint environ 265.000 milliards de milliards de milliards de possibilités: à la même vitesse, il faudrait quelque 8 millions de milliards d’années, soit environ 600.000 fois l’âge de l’Univers!
Dans la réalité, les ordinateurs classiques ne testent évidemment pas toutes ces possibilités mais ces problèmes leur sont inaccessibles. C'est l’un des domaines dans lesquels le quantique suscite beaucoup d’espoirs: certains algorithmes quantiques pourraient à terme permettre de chercher plus efficacement parmi cet immense nombre de possibilités et d’améliorer les tournées, avec à la clé moins de kilomètres parcourus, de carburant consommé ou de camions mobilisés.
Les machines quantiques de Pasqal peuvent être installées dans des centres de données classiques, sans nécessiter un environnement totalement séparé. Elles sont déjà utilisées dans plusieurs grands centres de recherche européens, notamment en France, en Allemagne et en Italie.
Elles peuvent fonctionner avec les processeurs traditionnels (CPU) et les processeurs spécialisés dans le calcul intensif et l’intelligence artificielle (GPU). Autrement dit, elles ne remplacent pas les supercalculateurs actuels: elles viennent les compléter pour les aider à résoudre certains problèmes complexes.
"L'IA et le quantique ouvrent deux nouvelles voies dans le domaine du calcul. Après le calcul classique, traditionnel et déterministe, le calcul quantique s’impose comme un nouveau pilier capable de transformer la manière dont certains problèmes complexes sont résolus", affirme Loïc Henrié.
"En combinant IA et quantique au sein d’une même chaîne de traitement, il devient possible de tirer parti des forces de chacune pour répondre plus efficacement aux besoins des utilisateurs", ajoute le dirigeant.
New York avant Paris
Pasqal est aussi la première entreprise française du quantique à avoir franchi cet été les portes de la Bourse américaine.
"Ce jour n’est pas un aboutissement, c’est un accélérateur", avait alors déclaré Wasiq Bokhari, son directeur général.
L'opération a permis à la jeune pousse spécialisée dans l'informatique quantique de lever 360 millions de dollars, pour accélérer le déploiement mondial de ses systèmes quantiques.
L’euphorie boursière aura toutefois été de courte durée. Après avoir bondi de 40% pour sa première séance au Nasdaq fin août, l’action Pasqal a depuis perdu environ les deux tiers de sa valeur. Les investisseurs valorisent une entreprise encore très loin de la rentabilité: au premier semestre 2026, Pasqal n’a réalisé que 4,9 millions d’euros de chiffre d’affaires pour une perte nette de 53,2 millions d’euros. Une partie importante de ces pertes est toutefois liée à des charges exceptionnelles et à des rémunérations en actions.
En France, Pasqal prévoit en effet de doubler sa capacité de production dans les 24 mois, d'augmenter ses effectifs de près de 20 avec 50 nouvelles embauches au cours des 18 prochains mois et d'investir massivement dans la R&D afin de développer un ordinateur quantique avancé tolérant aux fautes d'ici la fin de la décennie, soit d'ici 2030.
L'arrivée au Nasdaq avait alors été envisagée comme une première étape pour drainer d'importants capitaux, avant de rejoindre la Bourse de Paris en 2027.
"Évidemment, Pascal est une entreprise française résolument ancrée en France et donc on a un projet de double cotation au Nasdaq, puis à Euronext Paris selon les conditions de marché dans l'année 2027", affirme Loïc Henrié.
Pasqal se présente donc comme l’un des porte-étendards tricolores engagé dans une compétition planétaire aux budgets pharaoniques. Depuis sa création, le groupe peut cependant compter sur la puissance publique.
Nicolas Dufourq, directeur général de la Banque publique d'investissement (BPI) explique que son institution a d'abord soutenu Pasqal en lui accordant plusieurs dizaines de millions d’euros de subventions, avant d’y investir plus de 50 millions d’euros. Ce soutien s'inscrit dans le plan d'investissement stratégique français "France 2030" pour développer la compétitivité industrielle et les technologies d'avenir.
"France 2030, c'est la décision prise par la puissance publique de projeter la France vers le futur, avec un investissement cumulé de 54 milliards d'euros sur une demi-douzaine d'années dans toutes les nouvelles frontières de la technologie, dont le quantique", a déclaré à BFM Business, Nicolas Dufourq, directeur général de la BPI.
L’informatique quantique pourrait donc transformer la manière dont certains problèmes complexes sont résolus. Mais cette technologie restera toutefois complexe et coûteuse. Elle sera probablement déployée dans de grands centres spécialisés plutôt que dans chaque foyer, contrairement à l’informatique personnelle.
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