Pourquoi les États-Unis ont besoin d'un "Oppenheimer quantique" pour battre la Chine dans la course quantique

La mécanique quantique a le potentiel de changer le monde au-delà de notre imagination la plus folle. Bien que de nombreux défis doivent d'abord être surmontés, la technologie quantique promet révolutionner de nombreux domaines de la vie, de l'informatique et de la finance à la cryptographie et à la découverte de médicaments. Ces possibilités infinies ont conduit de nombreux pays à créer leur propre programmes quantiques nationaux pour faire avancer le progrès, soutenu par des milliards de dollars, de livres, d'euros ou de yuans.

Jusqu'à présent, le pays qui mène la course pour exploiter la puissance des technologies quantiques est la Chine. Le pays a construit un réseau de fibre optique à sécurité quantique de 2000 2017 km et a démontré en 2019 des communications par satellite à sécurité quantique. En 2020 et XNUMX, la démonstration chinoise de "avantage quantique» – un seuil critique sur la voie des ordinateurs quantiques puissants – a en outre révélé une sophistication et une accélération de son programme d'information quantique.

Dans les cercles politiques et scientifiques, certains s'empressent de rejeter les progrès récents de la Chine, considérant les publications chinoises avec scepticisme et affirmant que le pays est un « tigre de papier ». Pourtant, un examen plus approfondi de la recherche quantique chinoise publiée révèle un niveau de détail, de résultats et de collaboration avec des chercheurs occidentaux qui suggèrent que le tigre a des dents. Les Chinois priorisent et dominent en effet l'espace quantique, avec la ferme intention de gagner cette course technologique.

Les progrès rapides de la Chine sont encore plus inquiétants pour les États-Unis si l'on considère que l'Amérique était bien en avance sur la Chine en matière de technologie quantique au tournant du siècle. Ce renversement a été attribué à la réduction du financement fédéral américain pour la recherche quantique entre 2005 et 2015.

Cependant, cette explication simplifie à l'excès les échecs des États-Unis et ne reconnaît pas non plus à la Chine le mérite de ses propres avancées. Inévitablement, la situation est déplorée aux États-Unis, avec des préoccupations allant du développement par la Chine d'un ordinateur quantique capable de déchiffrer nos codes les plus sécurisés, aux capacités militaires et industrielles chinoises avancées qui dépassent largement les nôtres.

Compte tenu de l'engagement et des progrès constants de la Chine, la conversation aux États-Unis doit maintenant se tourner vers des questions sérieuses sur notre niveau d'engagement et sur la nécessité de créer un calendrier pour accélérer le programme quantique américain. Ces discussions doivent se concentrer sur la défense à court terme, la participation de l'industrie et les actions politiques qui répondent directement à la question : comment les États-Unis peuvent-ils rattraper - et dépasser - la Chine dans la course quantique ?

Un « tsar quantique »

En 2019, les États-Unis ont autorisé 1.3 milliard de dollars de financement fédéral sur cinq ans pour la recherche et le développement quantiques. La majorité de l'argent va aux laboratoires nationaux et aux universités universitaires pour la recherche, le développement de nouveaux programmes quantiques, la construction de bancs d'essai quantiques et la croissance de la main-d'œuvre quantique. Ces laboratoires et universités nationaux, à leur tour, devraient engager des partenaires industriels pour favoriser une industrie quantique américaine ayant accès à des investissements privés menant à la commercialisation.

Malheureusement, cette stratégie repose sur trois hypothèses erronées, toutes liées au timing. Tout d'abord, nous avons une stratégie «laisser 100 fleurs fleurir» qui suppose que les États-Unis ont amplement le temps d'explorer, de mûrir puis de couper les chemins infructueux à partir d'une corne d'abondance diversifiée de solutions quantiques.

Deuxièmement, cela suppose que les laboratoires nationaux et les organisations universitaires indépendantes du pays feront progresser la technologie quantique à un rythme qui égale, voire dépasse, les concurrents chinois. Et troisièmement, il suppose des milliards de dollars d'investissements privés pour transformer la recherche en solutions matures et axées sur le marché.

Le programme quantique chinois, en revanche, est dirigé par le physicien quantique Pan Jian-Wei et est géré par un groupe étroitement coordonné de partenaires universitaires, gouvernementaux et industriels. Le programme est bien financé, avec un budget annuel estimé à plusieurs milliards de dollars, et bénéficie du plein soutien du Parti communiste chinois. La course quantique des États-Unis avec la Chine pourrait être comparée à certains égards à la course au développement de la technologie nucléaire dans les années 1940.

Il y a peu d'efforts passés en temps de paix qui correspondent à l'ampleur scientifique et à l'urgence associées à l'entrée dans l'ère quantique

Pour attraper les Allemands, les États-Unis ont créé le projet Manhattan où des partenaires gouvernementaux, universitaires et industriels ont travaillé en grande partie sous la direction de Robert Oppenheimer. Il a guidé avec succès la R&D nucléaire de base et les avancées techniques nécessaires pour dépasser les Allemands.

Oppenheimer a compris l'urgence de la situation, ainsi que les complexités de la technologie et les défis de la coordination efficace des ingénieurs spécialisés et des effectifs scientifiques. Il était le chef d'orchestre d'un grand orchestre scientifique, avec les meilleurs scientifiques et ingénieurs du pays en tant que musiciens.

Où est notre Oppenheimer pour la compétition d'aujourd'hui pour développer la technologie quantique ? Quand commence le projet quantique ? Les institutions et les chercheurs américains sont parmi les meilleurs au monde, mais sans un programme coordonné sous une direction cohérente, nous resterons dans l'ombre de la Chine.

Si les États-Unis veulent réussir à surpasser la Chine, ils doivent mettre en œuvre une stratégie rationalisée et convergente coordonnée autour d'un « tsar quantique » techniquement compétent et compétent en programmation. Cette personne doit avoir le pouvoir discrétionnaire de diriger et de distribuer des fonds de R&D importants et soutenus à des organisations publiques et privées à travers le pays.

Ils doivent superviser la sélection des différentes approches et solutions techniques de manière prudente mais rapide. Le tsar doit formuler et exécuter une stratégie qui donne la priorité au déploiement rapide de solutions quantiques à court terme et utilise pleinement les partenaires industriels uniques et technologiquement avancés du pays.

La rivalité quantique entre les États-Unis et la Chine crée des obstacles nuisibles au progrès

Ce n'est pas une mince affaire et il y a peu d'efforts passés en temps de paix qui correspondent à l'ampleur scientifique et à l'urgence associées à l'entrée dans l'ère quantique. Mais si les États-Unis veulent relever un défi sérieux à l'effort quantique chinois qui s'accélère rapidement, ils doivent mettre en œuvre une nouvelle stratégie qui reconnaît la fermeture de la fenêtre d'opportunité du pays et la nécessité d'une stratégie plus axée sur les techniques et l'organisation.

Les États-Unis doivent de toute urgence faire passer leur conversation nationale d'une discussion technocentrique à une discussion axée sur le calendrier et les défis organisationnels de l'accélération des progrès du programme quantique du pays.

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• La source: https://physicsworld.com/a/why-the-us-needs-a-quantum-oppenheimer-to-beat-china-in-the-quantum-race/