L’étude évalue des besoins énergétiques et matériels potentiellement importants pour des systèmes futurs, sans établir que le refroidissement annule les économies de calcul. Une étude publiée en juin 2026 par des chercheurs liés à un laboratoire national américain le quantifie pour la première fois à grande échelle. La promesse d’une puissance de calcul propre et universelle se heurte à une contrainte physique que l’industrie avait jusqu’ici soigneusement évité de chiffrer.

L’essentiel

  • L’étude conclut que les coûts énergétiques et matériels présenteraient des enjeux importants pour la planification, non qu’ils effacent démontrablement tout gain énergétique.
  • Les infrastructures cryogéniques sont concentrées dans quelques régions du monde, mais l’accès distant via le cloud s’élargit progressivement auprès de chercheurs, étudiants, développeurs et organisations plus petites.
  • Pasqal et l’Open Compute Project explorent des architectures sans refroidissement extrême, mais aucune n’a encore démontré sa viabilité au-delà du laboratoire.
  • La bifurcation entre concentration et rendre accessible progressive se jouera sur les prochaines années.

Le froid comme prix d’entrée

La consommation cryogénique présente une asymétrie structurelle : une partie de base reste fixe, mais les charges thermiques actives varient avec l’exploitation et les signaux de contrôle. Le refroidissement conserve une charge de base, mais il ne consomme pas strictement autant à 10 % de capacité qu’à pleine charge. Ce caractère incompressible du coût de base modifie la logique économique du déploiement : l’amortissement ne s’améliore pas avec l’usage intensif de la même façon que pour un supercalculateur classique, où la consommation est davantage proportionnelle à l’activité réelle.

Un supraconducteur quantique opère à des températures que l’univers observable n’atteint quasiment jamais naturellement. À 0,015 kelvin, soit environ 273 degrés sous zéro, les qubits supraconducteurs maintiennent leur cohérence quantique assez longtemps pour effectuer des calculs. Descendre à cette température dans un environnement de laboratoire exige des systèmes de réfrigération à dilution que peu d’institutions dans le monde peuvent financer, installer et maintenir.

L’article de McCollum et al. A présenté en juin 2026 une première analyse prospective des besoins énergétiques et matériels à grande échelle. L’étude inclut plusieurs ressources mobilisées par le refroidissement, mais pas l’ensemble des impacts indirects de la chaîne énergétique. Le résultat est sévère. L’étude porte sur les impacts possibles de futurs déploiements à grande échelle, pas sur un bilan comparatif établi de systèmes déjà déployés.

Les évaluations énergétiques devraient intégrer l’ensemble de l’infrastructure, mais les promesses d’économie doivent être examinées cas par cas.

Les algorithmes quantiques sont théoriquement prometteurs pour certaines classes de problèmes, notamment la factorisation, la simulation moléculaire et l’optimisation combinatoire, mais une supériorité pratique généralisée n’est pas établie pour elles. L’infrastructure cryogénique qui les maintient opérationnels consomme en continu, que le système calcule ou attende.

L’écart entre la promesse et la comptabilité complète

Adam Becker, auteur d’une critique documentée du techno-optimisme de la Silicon Valley, identifie un mécanisme récurrent : les nouvelles technologies s’annoncent sous leur meilleur angle, les coûts systémiques restent hors cadre jusqu’à ce qu’un tiers les mesure. Le calcul quantique en offre un exemple net. Pendant dix ans, les acteurs du secteur ont communiqué sur la puissance de calcul par qubit, sur la réduction des erreurs, sur la vitesse d’exécution. La littérature comportait déjà des modèles énergétiques intégrant le refroidissement, mais manquait d’évaluations prospectives intégrées des ressources à grande échelle.

L’étude CETEP impose une lecture en coût total et requalifie la technologie. L’infrastructure cryogénique pose des défis de coût pour le déploiement à grande échelle. L’exploitation propriétaire de machines supraconductrices exige une infrastructure importante, mais l’accès peut aussi être fourni par le cloud, dans l’attente que la trajectoire technologique réduise cet écart.

Cette lecture concurrence une autre, portée notamment par des économistes comme Philippe Aghion, qui insistent sur le caractère non linéaire du progrès technologique : les technologies de rupture traversent toujours une phase d’inefficacité infrastructurelle avant d’atteindre la maturité industrielle. Les premières centrales électriques étaient absurdement peu efficientes. Les premiers serveurs d’internet consommaient des salles entières pour des capacités dérisoires. Le raisonnement n’est pas sans force. Mais il suppose que la contrainte physique cryogénique soit elle-même soluble, ce que rien ne garantit à l’horizon de la décennie.

L’enjeu de fond n’est pas de savoir si le calcul quantique est prometteur. Il l’est, sur des cas d’usage bien documentés. La question est de savoir qui peut l’utiliser pendant la phase où le coût d’infrastructure reste prohibitif.

Qui peut payer le froid

La concentration géographique des compétences tend à renforcer la concentration économique : les experts capables de maintenir ces infrastructures sont formés dans les institutions qui les hébergent, ce qui rend difficile toute émergence indépendante ailleurs. Un acteur voulant constituer une capacité nationale devrait simultanément financer l’équipement, attirer ces experts et former les suivants, sans pouvoir s’appuyer sur un tissu industriel local préexistant. Cette dépendance de sentier amplifie l’avantage des acteurs déjà établis au-delà de leur seule supériorité capitalistique.

Les infrastructures quantiques sont détenues par des organismes publics, des entreprises, des laboratoires nationaux et certaines universités, avec des capacités très inégales. L’accès via le cloud s’élargit. IBM déploie ses processeurs quantiques dans des data centers spécialisés accessibles via le cloud. Google a annoncé des investissements massifs dans sa division quantique. En Chine, plusieurs laboratoires nationaux opèrent des systèmes comparables avec un soutien d’État direct.

En Europe, le programme Quantum Flagship de l’Union européenne mobilise un milliard d’euros sur dix ans pour structurer une filière.

Cette géographie n’est pas anodine. Elle reproduit le modèle du nucléaire civil ou du spatial : une technologie dont la maîtrise confère un avantage stratégique et dont la possession d’infrastructures reste concentrée. Les utilisateurs finaux y accèdent par le cloud, dans des conditions tarifaires et réglementaires fixées par des acteurs qu’ils ne contrôlent pas.

Ce modèle a des précédents stables. L’infrastructure internet est concentrée dans les mains de quelques acteurs dont les câbles sous-marins et les data centers constituent les points névralgiques. Les questions de souveraineté numérique que cela génère ne sont pas résolues. Le calcul quantique pourrait répéter cette structure en la rendant encore plus inégale, parce que la barrière physique du zéro absolu est plus difficile à contourner que le coût d’un câble de fibre optique.

La concentration actuelle n’est pas uniquement économique. Elle est aussi géographique : l’expertise en systèmes quantiques supraconducteurs demeure concentrée dans plusieurs laboratoires situés en Amérique du Nord, en Europe occidentale, en Chine et au Japon. De nombreux territoires ne possèdent pas nécessairement d’infrastructure locale, mais ils peuvent participer via l’accès distant aux services quantiques.

Pasqal et la voie des atomes neutres

Face au modèle supraconducteur dominant, des approches alternatives existent. Pasqal, une entreprise française issue du laboratoire de physique de l’École Normale Supérieure, travaille sur des qubits d’atomes neutres. Ces atomes, maintenus en place par des pinces optiques laser, n’ont pas besoin des températures cryogéniques extrêmes des supraconducteurs. Ils opèrent à des températures encore très basses, mais dans une plage atteignable avec des équipements beaucoup moins lourds et moins énergivores.

L’architecture est différente dans ses contraintes : les atomes neutres offrent une meilleure connectivité entre qubits à courte distance, mais la montée en puissance vers des milliers ou des millions de qubits pose des défis d’ingénierie que les supraconducteurs ont déjà en partie résolus. Pasqal a déployé des systèmes à atomes neutres dans des environnements HPC et industriels, notamment chez Jülich, le CEA et Aramco, et a livré un ordinateur de 140 qubits à CINECA. Leur viabilité à très grande échelle reste toutefois à démontrer.

L’Open Compute Project, consortium tech fondé par Meta pour standardiser les infrastructures de data center, s’est intéressé à la question quantique sous l’angle de la modularité. Si des standards ouverts permettent d’assembler des composants quantiques comme on assemble aujourd’hui des serveurs standard, la concentration de l’offre pourrait diminuer. Mais ces standards n’existent pas encore, et leur adoption supposerait que les acteurs dominants acceptent de renoncer à une partie de leur avantage propriétaire.

Ces deux pistes, qubits neutres et standards modulaires, dessinent une alternative possible au monopole cryogénique. Elles ne sont pas encore des réponses. La même tension entre promesse technologique et viabilité à l’échelle se retrouve dans d’autres secteurs où les démonstrateurs de laboratoire tardent à devenir des infrastructures industrielles.

La bifurcation 2026-2032 et ses effets

La décennie qui commence est décisive pour deux raisons distinctes.

La première est technique. IBM prévoit 200 qubits pour Starling en 2029 et jusqu’à 2 000 qubits pour Blue Jay à partir de 2033. D-Wave projette un système de 10 qubits logiques en 2030, après un jalon de 181 qubits physiques en 2028. Google vise à terme un ordinateur corrigé des erreurs d’environ 1 million de qubits physiques, sans date officielle de 2030. À grande échelle, l’étude décrit des compromis incertains entre efficacité, demande et contraintes de ressources, sans établir un seuil économique ou énergétique déterminé.

La seconde raison est structurelle. Si les approches alternatives, notamment les qubits d’atomes neutres, réussissent leur montée en puissance, elles pourraient réduire les barrières d’accès pour certains acteurs publics et universités. Les coûts et trajectoires futurs du calcul quantique sont incertains, et les projections actuelles des acteurs privés intègrent des hypothèses optimistes sur la résolution des défis d’ingénierie.

Un scénario de concentration verrait le calcul quantique suivre un modèle semblable aux technologies critiques : possession concentrée dans quelques pays, accès cloud pour les autres, sans rendre accessible immédiate. Un scénario de bifurcation par les qubits neutres pourrait ouvrir une voie plus distribuée, mais exigerait des investissements publics coordonnés dans des démonstrateurs ouverts et l’adoption de standards d’interopérabilité réduisant la dépendance aux fournisseurs propriétaires.

La maîtrise des ressources critiques de la chaîne technologique traverse tous les grands secteurs industriels. Le calcul quantique y ajoute une contrainte physique : la nécessité d’atteindre le zéro absolu relève des lois de la thermodynamique, non d’une règle commerciale modifiable.

Les signaux à surveiller d’ici 2030

Deux indicateurs permettront de distinguer les trajectoires avant que la bifurcation soit consommée.

Le premier est le nombre de systèmes quantiques opérationnels fonctionnant sans refroidissement à moins de un kelvin, recensés dans les feuilles de route techniques publiées par les acteurs et les laboratoires nationaux. Si ce nombre reste peu élevé après 2027, le modèle cryogénique dominant aura confirmé sa prédominance.

Le second serait un ratio entre coût énergétique cryogénique et économie de calcul générée, mesuré sur des déploiements réels et non sur des benchmarks de laboratoire, mais cette évaluation reste rarement documentée publiquement. Des études indépendantes pourraient la répliquer sur les systèmes déployés en conditions réelles par les acteurs cloud. Si ces mesures restent absentes du débat public ou cantonnées aux publications académiques sans réponse industrielle, c’est un signal que les acteurs dominants préfèrent l’opacité à la comparaison.

Ces deux signaux ne disent pas où va la technologie. Ils disent où elle en est réellement, et qui, dans ce paysage, a intérêt à ce qu’on le sache clairement.

Le programme quantique européen, s’il voulait peser sur cette bifurcation, devrait intégrer des critères d’efficacité énergétique nette dans ses appels d’offres, financer des démonstrateurs de qubits sans refroidissement extrême dans des consortiums ouverts, et exiger des rapports de performance en coût total des systèmes qu’il finance. Aucune de ces conditions ne s’impose aujourd’hui. La fenêtre pour les poser reste ouverte, mais elle se rétrécit à mesure que les standards propriétaires s’installent.

Sources

  1. CETEP/National Laboratory quantum infrastructure study, mai 2026, TechXplore
  2. Adam Becker, critique du techno-optimisme de la Silicon Valley, adam-becker.com
  3. UBS, rapport sur l’économie du calcul quantique, janvier 2026 (sans lien vérifié)
  4. IBM Quantum roadmap 2025-2030, IBM Research
  5. Programme Quantum Flagship, Commission européenne, ec.europa.eu
  6. Pasqal, architecture qubits atomes neutres, pasqal.com
  7. Open Compute Project, opencompute.org