Formation Comprendre l’Informatique Quantique

1 – L’ordinateur quantique

• Histoire de la physique quantique : ses grands scientifiques, les principes fondamentaux (quantification, superposition, indétermination, réduction, dualité ondes-particules, intrication, non clonage, effet tunnel, supraconductivité). La seconde révolution quantique.
• Principes des Qubits : leur aspect physique et logique, cycle de vie d’un qubit dans l’ordinateur quantique, à quoi ressemblent-ils physiquement ? Les puces quantiques (Sycamore, …).
• Les poupées russes de l’ordinateur quantique, registres, portes, entrées et sorties, layout physique, correction d’erreurs, cryogénie, mémoire quantique.
• Les différents types de calculateurs quantiques: calculateurs analogiques et simulateurs, calcul à portes quantiques, calcul hybride associant le quantique et le calcul classique.
• Consommation d’énergie, coût et prix d’un ordinateur quantique. L’avantage quantique énergétique.

2 – Algorithmes et usages

• Grandes classes d’algorithmes quantiques, algorithmes de recherche, algorithme de Shor, algorithmes de Machine Learning et de Deep Learning, algorithmes de simulation quantique, gains de performance quantiques et théories de la complexité.
• Structure des algorithmes, préparation des données, briques fondamentales.
• Outils de développement et langages de programmation du calcul quantique. Qiskit, Cirq, Q#, Clipper, Forrest, etc.
• Offres de calcul quantique dans le Cloud: Amazon Braket, Microsoft Azure Quantum, IBM Q Experience, Rigetti QCS, Google Quantum Playgroup, D-Wave Leap.
• Applications métiers du calcul quantique dans les marchés de la santé, de l’énergie et de la chimie, des transports, de la finance, du marketing, la défense et l’aérospatial et le renseignement.
• Suprématie et avantages quantique. Google et les chercheurs chinois l’ont-ils véritablement atteinte?

3 – L’industrie du Quantique

• Acteurs des calculateurs quantiques : les grandes technologies d’ordinateurs quantiques, supraconducteurs, silicium, cavités de diamants, topologique, ions piégés, atomes froids, photons.
• Stratégie des grands acteurs: D-Wave, IBM, Google, Intel, Rigetti, IonQ, Honeywell, Intel, Microsoft, Atos, PsiQuantum, Pasqal.
• Startups du calcul quantique : composants, ordinateurs, logiciels et outils. La position des laboratoires de recherche en France: CEA, CNRS et Inria.
• Cryptographie quantique et post-quantique : la menace fantôme de Shor, le principe de la cryptographie par clé publique, génération de clés aléatoires quantiques, protection des communications cryptées avec des clés quantiques, cryptographie post-quantique. Les startups du secteur.
• Télécommunications quantiques et les bases du traitement quantique distribué.
• Investissements dans l’Informatique quantique dans le monde et en France. Quelles stratégies industrielles pour le Quantique ? La stratégie quantique nationale française. Les plans des USA, de Chine, du Royaume-Uni, de l’Allemagne, etc.

4 – Le Quantique dans la société et dans l’entreprise

• Impact sociétal du Quantique : l’ambition humaine, science-fiction, religions et mysticisme, philosophie quantique, éthique des usages du calcul quantique, formation et éducation, marketing du quantique par les acteurs du marché.
• Le Quantique dans l’entreprise : veille technologique, analyse des besoins, formation, évaluation, quelles expérimentations lancer et avec qui?