Le pari fou de PsiQuantum : construire un ordinateur quantique géant avec des photons

Imaginez une salle qui ressemble à un centre de données croisé avec une usine de crème glacée. Une centaine d'armoires en acier inoxydable, hautes comme un homme, refroidies par de l'hélium liquide à quelques degrés du zéro absolu. Et à l'intérieur, des milliers de particules de lumière qui filent à travers un labyrinthe de miroirs.

Cette machine n'existe pas encore. C'est le pari d'une startup nommée PsiQuantum (fondée en 2016 par quatre physiciens venus d'universités britanniques, aujourd'hui basée à Palo Alto), qui veut construire le premier ordinateur quantique réellement utile de l'histoire. Sa particularité : il calculera avec des photons, les particules qui composent la lumière.

Le projet a de quoi faire hausser les sourcils. Mais il a aussi attiré des gouvernements, un géant de la puce électronique et le Pentagone. Voici à quoi ressemblera cette machine et pourquoi les sceptiques commencent à y croire.

Dans cet article :

• Un million de qubits, la barre que personne n'a franchie
• Pourquoi la lumière plutôt que des circuits gelés
• Le vrai ennemi : la perte de photons
• Un milliard de dollars et le Pentagone dans la boucle
• Ce qu'il faut vraiment surveiller

Un million de qubits, la barre que personne n'a franchie

Un ordinateur classique manipule des bits, qui valent soit 0 soit 1. Un ordinateur quantique manipule des qubits (bits quantiques), qui peuvent exister dans plusieurs états à la fois. Assemblez-en assez et vous obtenez une machine capable de tâches hors de portée des ordinateurs actuels.

Le problème, c'est le mot « assez ». PsiQuantum s'est fixé une cible brutale : environ un million de qubits, l'échelle à laquelle les chercheurs pensent débloquer des calculs aujourd'hui impossibles [1]. Aucune entreprise au monde n'a encore approché ce chiffre.

La startup a longtemps refusé de bâtir de petits prototypes vitrines. Sa thèse : seule la « vraie chose », une machine tolérante aux erreurs à l'échelle du million de qubits, tient la promesse du quantique [2]. Autrement dit, viser directement la cathédrale plutôt que la chapelle.

Cette échelle n'a rien d'arbitraire. Pour corriger les erreurs quantiques, il faut une redondance massive : des centaines, parfois des milliers de qubits physiques pour former un seul qubit « logique » vraiment fiable. C'est ce qu'on appelle la tolérance aux erreurs (la capacité à calculer juste malgré des composants imparfaits) et c'est le Graal de tout le secteur.

PsiQuantum assemble en ce moment son premier prototype grandeur nature, baptisé « Alpha System », dans une ancienne usine de puces à Milpitas, en Californie [3]. Objectif affiché : refroidir le système et démarrer les expériences. Attention, ces premiers tests ne feront pas encore tourner d'algorithmes.

Pourquoi la lumière plutôt que des circuits gelés

Ici se joue le vrai pari technique. Google et IBM misent sur des qubits supraconducteurs (des circuits en métal refroidis à l'extrême). Intel travaille avec des électrons. PsiQuantum, lui, a choisi les photons [4].

Les photons ont un charme réel. Ils ne perdent pas facilement leur état quantique avec le temps : la lumière du fond diffus cosmologique voyage ainsi depuis des milliards d'années. Un qubit de matière, lui, est hypersensible à la chaleur et aux radiations, ce qui oblige à le geler près du zéro absolu.

Mais la lumière a un défaut de caractère. Deux photons s'ignorent : ils ont bien plus tendance à se traverser qu'à interagir. Or, pour calculer, des qubits doivent pouvoir s'influencer mutuellement. C'est le paradoxe de départ de toute cette aventure.

L'astuce de PsiQuantum tient dans un mot : la fabrication. Plutôt que d'inventer une usine exotique, l'entreprise produit ses puces dans une fonderie de semiconducteurs classique, celle de GlobalFoundries dans l'État de New York, sur des tablettes de silicium de 300 millimètres [5]. La même chaîne qui fabrique les puces de nos ordinateurs.

Le cœur du dispositif s'appelle Omega, un jeu de puces photoniques dévoilé début 2025 et décrit dans la revue scientifique Nature. Il intègre sur une même puce des sources de photons uniques, des détecteurs supraconducteurs et un commutateur optique ultrarapide. En clair : tout ce qu'il faut pour générer, manipuler et mesurer la lumière au même endroit.

Les performances publiées impressionnent : jusqu'à 99,98 % de fidélité pour la préparation et la mesure d'un qubit, plus de 99 % pour les opérations les plus délicates [6]. Sur le papier, chaque brique dépasse l'état de l'art. La question devient alors industrielle : ces puces sortent désormais par milliers de la fonderie, comme dans la guerre mondiale des puces avancées.

Le vrai ennemi : la perte de photons

Ces chiffres flatteurs cachent une astérisque de taille. Toutes les fidélités d'Omega sont mesurées « conditionnellement à la détection » du photon, sans compter les pertes optiques [7]. Autrement dit, on ne compte le point que quand la balle arrive au but.

Car voici le talon d'Achille de l'informatique photonique : un qubit est un unique photon. Si vous perdez le photon, l'information quantique disparaît, tout simplement. Le photon peut être absorbé par un guide d'onde, mal couplé entre deux composants, ou raté à la génération.

L'architecture choisie par PsiQuantum, dite « à base de fusion », tolère environ 10 % de perte optique totale [8]. C'est peu quand on sait qu'une puce contient des centaines de centimètres de chemins optiques et des milliers de composants, chacun grignotant un petit bout de lumière.

L'entreprise attaque le problème sur plusieurs fronts. Elle développe des guides d'onde en nitrure de silicium à très faibles pertes, et affirme avoir réduit les pertes au couplage fibre de l'ordre de 50 % à environ 1 % [9]. Un gain colossal, mais qui ne clôt pas encore le débat.

Le verdict des spécialistes indépendants est nuancé. PsiQuantum vient de prouver quelque chose que beaucoup jugeaient impossible : fabriquer chaque composant d'un ordinateur quantique photonique dans une fonderie standard. Reste la vraie épreuve : réduire assez les pertes pour franchir le seuil de la tolérance aux fautes.

Un milliard de dollars et le Pentagone dans la boucle

Un projet de cette ampleur brûle du capital. PsiQuantum a levé environ 1,7 milliard de dollars au total depuis sa création [3]. Et l'argent continue d'affluer, public comme privé.

En septembre 2025, l'entreprise a bouclé un tour de table d'un milliard de dollars, mené par BlackRock (le gestionnaire d'actifs mondial) et Temasek (une entreprise d'investissement singapourienne) avec la branche capital-risque de Nvidia, pour une valorisation de 7 milliards [10].

À cela s'ajoutent près de 620 millions de dollars des gouvernements australiens et une lettre d'intention de 100 millions de dollars du département du Commerce américain.

Cet argent finance deux chantiers géants. PsiQuantum a lancé la construction de centres de calcul quantique à Brisbane, en Australie et près de Chicago. Le site australien accueillera des dizaines de milliers de puces photoniques et une infrastructure de refroidissement parmi les plus grandes jamais bâties pour le quantique.

L'atout de l'approche photonique se voit ici. Là où un réfroidisseur pour qubits supraconducteurs n'abrite qu'une ou deux puces, PsiQuantum a conçu des armoires de la taille d'un rack de serveur capables d'en contenir environ 250 [11]. Le tout se met en réseau avec de la fibre optique télécom standard.

Le juge le plus intéressant reste le Pentagone. L'agence de recherche de la défense américaine, la DARPA, a retenu PsiQuantum en phase finale de son programme d'évaluation des machines à grande échelle. Le responsable actuel du programme a estimé qu'il paraît désormais probable qu'une machine utile soit construite d'ici 2033 [1].

Reste que la course est encombrée. IBM vise une machine tolérante aux fautes vers la fin de la décennie, une échéance déjà repoussée de 2028 vers 2030. Google affiche pour objectif final le million de qubits. Personne, à ce jour, n'a démontré d'ordinateur quantique tolérant aux fautes à l'échelle commerciale.

Ce qu'il faut vraiment surveiller

Faut-il croire au calendrier de PsiQuantum ? La réponse honnête est : avec un scepticisme méthodique. Les feuilles de route quantiques glissent presque toujours et celle-ci ne fait pas exception. Voici les trois lignes à surveiller pour juger sans se faire avoir par le marketing.

Le seul chiffre qui compte : les pertes, pas les fidélités

Quand une annonce quantique tombe, l'œil se pose sur les taux de fidélité à trois décimales. C'est un piège. Pour PsiQuantum, la métrique décisive est la perte optique réelle, pertes comprises, sur un système entier de plusieurs puces en réseau. Pas sur un composant isolé et « conditionnel à la détection ».

Concrètement, la prochaine preuve utile ne sera pas un nouveau record de fidélité sur une brique. Ce sera la démonstration d'un qubit logique stable, corrigé des erreurs, dans le prototype californien. Tant que cette étape n'est pas franchie et vérifiée par des tiers, le million de qubits reste une promesse d'architecture, pas un fait.

Distinguer la vitrine du produit

Le secteur adore afficher des nombres de qubits bruts. Ils ne veulent presque rien dire sans le taux d'erreur associé. Une règle simple pour le lecteur pressé : un qubit logique fiable vaut mille annonces de qubits physiques.

Méfiez-vous aussi des confusions d'échelle. Casser le chiffrement RSA-2048 et simuler une molécule complexe n'exigent pas la même machine [12]. Les estimations vont de quelques milliers à des centaines de milliers de qubits logiques selon l'usage, soit des millions de qubits physiques une fois la correction d'erreurs incluse.

Quand une entreprise promet « le quantique », demandez toujours : pour faire quoi, exactement ?

Là où l'utilité arrivera vraiment (et où elle n'arrivera pas)

L'application la plus crédible à court terme n'est ni l'IA ni la finance. C'est la chimie et la science des matériaux : simuler des molécules et des réactions, ce que les ordinateurs classiques peinent à faire au niveau atomique.

Ce n'est pas un hasard si les premiers clients annoncés de PsiQuantum sont Lockheed Martin pour les matériaux, Mercedes pour les batteries et Airbus.

Mais soyons lucides sur le périmètre. Selon une analyse indépendante, l'avantage quantique ne concerne que les 5 à 10 % de problèmes de chimie les plus ardus, ceux aux électrons fortement corrélés que les méthodes classiques modélisent mal [13]. Le reste continuera de tourner sur des machines normales. La révolution sera chirurgicale, pas totale.

Le risque à préparer dès maintenant : vos données

Il y a une conséquence concrète, même si la machine n'existe pas encore. Un ordinateur quantique assez puissant pourrait casser le chiffrement RSA qui protège aujourd'hui l'essentiel d'internet. D'où la menace dite « récolter maintenant, déchiffrer plus tard » : des attaquants aspirent des données chiffrées dès aujourd'hui pour les déchiffrer le jour venu.

Ce n'est plus de la science-fiction pour les organisations. L'institut de standardisation américain, le NIST, a finalisé fin 2024 ses premiers standards de cryptographie post-quantique, et Washington a fixé aux agences fédérales une migration d'ici 2035 [14].

Comme le montre la montée des menaces automatisées, à l'image de ce rançongiciel piloté par une IA, la protection des données longue durée se prépare des années à l'avance.

Pour une entreprise, l'action utile n'attend pas 2033 : inventorier où le chiffrement vulnérable est utilisé, repérer les données sensibles qui garderont de la valeur dix ans, et exiger des fournisseurs une feuille de route post-quantique. La lumière de PsiQuantum n'a pas encore calculé quoi que ce soit. Le compte à rebours de la sécurité, lui, a déjà commencé.

Sources principales :

1. MIT Technology Review – "PsiQuantum has a plan to make a massive quantum computer out of light"
   Cible d'un million de qubits ; ~100 armoires refroidies à l'hélium liquide ; le responsable DARPA juge « probable » une machine utile d'ici 2033 ; clients Lockheed Martin, Mercedes, Airbus. (technologyreview.com)
2. PsiQuantum / BusinessWire – "PsiQuantum Raises $1 Billion to Build Million-Qubit Scale, Fault-Tolerant Quantum Computers"
   Thèse fondatrice : le quantique utile requiert la correction d'erreurs, donc de l'ordre d'un million de qubits physiques. (businesswire.com)
3. IEEE Spectrum – "PsiQuantum Supercomputer: Aiming for a Million Qubits"
   1,7 milliard de dollars levés ; prototype « Alpha System » assemblé à Milpitas (Californie) dans une ancienne usine de puces. (spectrum.ieee.org)
4. MIT Technology Review – "PsiQuantum has a plan to make a massive quantum computer out of light"
   Google et IBM misent sur les supraconducteurs, Intel sur les électrons, PsiQuantum sur les photons ; deux photons se traversent plus qu'ils n'interagissent. (technologyreview.com)
5. Optics & Photonics News (Optica) – "PsiQuantum Unveils Manufacturable Chipset"
   Le chipset Omega intègre sources, détecteurs supraconducteurs et commutateur optique ; fabriqué chez GlobalFoundries sur wafers de 300 mm. (optica-opn.org)
6. Nature – "A manufacturable platform for photonic quantum computing"
   Fidélités mesurées : 99,98 % préparation/mesure, 99,50 % interférence, 99,22 % fusion, 99,72 % interconnexion entre puces. (nature.com)
7. PostQuantum.com – "PsiQuantum Photonic Platform: Record Fidelity at Scale"
   Tous les résultats sont conditionnels à la détection du photon et ne tiennent pas compte des pertes optiques. (postquantum.com)
8. PostQuantum.com – "PsiQuantum Photonic Platform: Record Fidelity at Scale"
   L'architecture à base de fusion (FBQC) tolère environ 10 % de perte optique totale ; guides d'onde silicium ~0,1 dB/cm. (postquantum.com)
9. PsiQuantum – "Technology"
   Guides d'onde en nitrure de silicium à très faible perte ; couplage puce-fibre réduit de ~50 % à ~1 %. (psiquantum.com)
10. The Next Web – "PsiQuantum breaks ground on utility-scale quantum computer"
    Series E d'un milliard de dollars (BlackRock, Temasek, Nvidia), valorisation 7 milliards ; ~620 M US$ des gouvernements australiens ; 100 M US$ du dép. du Commerce américain. (thenextweb.com)
11. IEEE Spectrum – "PsiQuantum Supercomputer: Aiming for a Million Qubits"
    Détecteurs supraconducteurs opérant entre 2 et 4 kelvins ; armoires cryogéniques de la taille d'un rack contenant ~250 puces. (spectrum.ieee.org)
12. The Quantum Insider – "Quantum Computing Roadmaps & Leading Players in 2025"
    Casser RSA-2048 : moins d'un million de qubits physiques à bas taux d'erreur ; chimie utile : de milliers à des centaines de milliers de qubits logiques. (thequantuminsider.com)
13. PostQuantum.com – "Quantum Chemistry's Honest Ledger: Drug Discovery & Beyond"
    L'avantage quantique porte sur les 5 à 10 % de problèmes de chimie les plus difficiles (états électroniques fortement corrélés) ; le reste tourne classiquement. (postquantum.com)
14. QRAMM – "NIST post-quantum cryptography standards: complete guide to FIPS 203, 204, 205"
    Trois premiers standards de cryptographie post-quantique finalisés en 2024 ; menace « harvest now, decrypt later » ; migration fédérale américaine visée d'ici 2035. (qramm.org)