La course à la construction d’ordinateurs quantiques puissants et à correction d’erreurs (FTQC) est confrontée à un défi critique, souvent négligé : la consommation d’énergie. Même si ces machines promettent de résoudre des problèmes hors de portée même des supercalculateurs les plus avancés, certaines conceptions peuvent nécessiter plus d’électricité que les systèmes les plus rapides d’aujourd’hui.
Le compromis énergétique : puissance contre praticité
Les ordinateurs quantiques actuels sont petits, fragiles et sujets aux erreurs. Pour devenir véritablement utiles – capables de réaliser des percées dans des domaines tels que la découverte de médicaments – ils doivent se développer de manière spectaculaire et atteindre la tolérance aux pannes. Cependant, cela a un coût potentiel élevé. Des estimations préliminaires suggèrent que certaines conceptions FTQC pourraient nécessiter jusqu’à 200 mégawatts de puissance, dépassant la consommation de villes entières. À titre de comparaison, le supercalculateur le plus rapide du monde, El Capitan, a besoin d’environ 20 mégawatts, ce qui représente déjà une charge importante.
Cette disparité n’est pas seulement une question d’échelle. Les diverses méthodes de construction de qubits (l’équivalent quantique des bits) déterminent la demande d’énergie de différentes manières. Certaines conceptions reposent sur un refroidissement extrême (comme les qubits supraconducteurs, nécessitant une réfrigération massive), tandis que d’autres dépendent de lasers et de micro-ondes de haute précision (ions piégés ou atomes ultrafroids). Tous ces éléments contribuent à l’empreinte énergétique globale.
Estimations sectorielles : un large spectre de consommation
La Quantum Energy Initiative (QEI) estime que les futurs besoins énergétiques du FTQC pourraient aller de 100 kilowatts à 200 mégawatts. Des entreprises comme IBM prévoient que leurs FTQC à grande échelle fonctionneront autour de 2 à 3 mégawatts, tandis que QuEra estime 100 kilowatts pour leur système. Cependant, d’autres acteurs majeurs, dont Google Quantum AI et Xanadu, ont refusé de commenter leurs projections énergétiques.
Au-delà de la technologie de base des qubits, la surcharge liée à la correction d’erreurs ajoute à la complexité. Les FTQC nécessitent une surveillance et une direction constantes pour corriger les erreurs, augmentant ainsi la charge électronique. En outre, le temps qu’un ordinateur quantique doit exécuter pour accomplir une tâche a également un impact sur la consommation d’énergie : moins de qubits peuvent nécessiter un fonctionnement plus long, annulant ainsi les économies potentielles.
La voie à suivre : normes et critères de référence
Pour relever ce défi, l’industrie de l’informatique quantique a besoin de références standardisées pour mesurer et rendre compte de la consommation d’énergie. QEI mène des efforts dans cette direction, avec des projets connexes en cours aux États-Unis et dans l’UE. Réduire l’empreinte énergétique n’est pas seulement un obstacle technique ; c’est un facteur essentiel pour déterminer quels modèles domineront le marché.
« Il existe de très nombreuses options techniques qui pourraient jouer en faveur de la réduction de l’empreinte énergétique », estime Olivier Ezratty de QEI.
Le développement d’ordinateurs quantiques économes en énergie en est encore à ses débuts. À mesure que l’industrie évolue, il sera primordial de comprendre et de minimiser la consommation d’énergie pour libérer tout le potentiel de cette technologie révolutionnaire.
