L’ordinateur quantique, cette bête étrange qui intéresse autant la Nasa que Wall Street

Il ne se passe pas 10 ans sans que l’on annonce une grande révolution dans le domaine de l’informatique et des technologies de l’information. Après la logique floue, le réseau de neurones, voici désormais l’ordinateur quantique, une bestiole étrange qui intéresse tout aussi bien la Nasa et Google… que Goldman Sachs et RBS.

Depuis que la haute finance s’est découvert une passion pour les mathématiques, ce secteur d’activité n’a eu de cesse d’attirer à lui les esprits les plus brillants et de concrétiser des investissements technologiques conséquents, que ce soit pour gagner quelques précieuses microsecondes dans une transaction boursière numérisée ou pour améliorer, encore et toujours, la capacité des centres de calculs à modéliser le comportement d’un marché.

Aussi, il n’est pas étonnant de voir de grands groupes du secteur s’intéresser aux nouvelles technologies, pas seulement pour la valorisation affolante de certains acteurs technologiques. Le moins que l’on puisse dire, c’est qu’en matière d’annonces fracassantes, on a été servis depuis une quinzaine d’années. Et pour chaque nouvelle ” révolution industrielle informatique “, il y a eu une sorte d’engouement médiatico-marketing qui, parfois, n’a rendu la déception que plus cruelle. Qui se souvient de la logique floue de la fin des années 1990 qui voulait offrir plus de souplesse aux systèmes d’information ? Ou alors du réseau de neurones artificiels que l’on mettait à toutes les sauces il y a 10 ans et à qui on prêtait toutes les vertus ? Ce dernier a finalement trouvé des applications de masse : on l’utilise par exemple chez Google pour la reconnaissance d’image et vocale.

En 2016, la tendance informatique fondamentale à la mode dans laquelle il faut être, sous peine de passer pour un gros réac numérique (the place to Bit, en quelque sorte) c’est visiblement l’ordinateur quantique. Mais qu’est-ce ? C’est un ordinateur qui exploite les bizarreries de la physique quantique qui se produisent dans certains matériaux lorsqu’on les plonge à très basse température et qu’on les isole du monde extérieur. Sans être forcément versé dans la physique quantique, vous avez sans doute entendu parler du chat de Schrödinger… ne serait-ce que parce que vous regardez la série The Big Bang Theory. L’expérience imaginaire du chat de Schrödinger, physicien allemand né en 1887, est la suivante : vous enfermez un chat dans une boîte hermétique avec une fiole de poison qui se brise si elle entre en contact avec un corps radioactif, entraînant la mort du chat. Si les probabilités affirment qu’une désintégration a une chance sur deux d’avoir eu lieu au bout d’une minute, l’expérience de Schrödinger indique que le chat serait simultanément dans deux états (mort ou vivant), jusqu’à ce que l’ouverture de la boîte (l’observation) déclenche le choix entre les deux états. En résumé, pour le chercheur, le chat est à la fois mort et vivant. Ces deux états existent avec une certaine probabilité et c’est l’utilisateur, en ouvrant la boîte, qui matérialise en quelque sorte l’une de ces probabilités.

L’ordinateur quantique exploite ce phénomène : il fonctionne non pas avec des bits (qui valent 1 ou 0) mais avec des qubits, qui valent à la fois 1 et 0, de façon superposée. Cet état de superposition couplé à un nombre de qubits élevé permet de réaliser des opérations massivement parallèles pour résoudre des problèmes complexes à de multiples variables. Plutôt que de travailler sur des 1 et des 0, l’ordinateur quantique travaille sur les états de superpositions et c’est l’utilisateur qui ” fige ” le résultat final en venant l’observer. Une approche radicalement différente de l’informatique.

Rêves et Limitations

A l’heure actuelle, bien peu de sociétés se sont penchées sur le sujet. C’est que, techniquement, la chose est complexe, notamment en ce qui concerne l’isolation du monde extérieur, et des perturbations électromagnétiques (ondes radios, GSM, wi-fi, par exemple). Une société de Vancouver, D-Wave System, commercialise une version simplifiée de l’ordinateur quantique, appelée Quantum Annealer, permettant de résoudre certaines équations de façon quantique, notamment des problèmes d’optimisation à une multitude de variables. Certains scientifiques mettent en doute les performances de la machine de D-Wave, voire même le fait qu’elle tire parti d’effets quantiques dans sa méthode de calcul. Pourtant, la NASA ou l’entreprise de défense Lockheed-Martin utilisent déjà une première version de l’appareil. Google, bon client de la maison, annonce que la version 2X du D-Wave est 100 millions de fois plus rapide que les ordinateurs du commerce. Google s’est même fendu d’une publication prouvant que le Quantum Annealer offrait bien un avantage sur les architectures traditionnelles en bénéficiant d’effets vraiment quantiques.

Mais le doute subsiste. Le fait est que l’ordinateur quantique n’est pas fait pour tout le monde et vous n’en aurez pas sur votre bureau demain. Mais dans le calcul scientifique, ou financier, il a son intérêt. Tout le problème réside surtout dans une conception assez radicale de l’informatique. Il n’existe pas vraiment de langage de programmation ou de compilateurs matures, aussi est-il délicat de comparer avec ce que nous connaissons. En plus de cela, l’ordinateur quantique est une machine probabiliste. C’est-à-dire que si vous lui donnez le même problème à résoudre 100 fois, il devrait vous donner 100 fois la même réponse… mais rien n’est certain car chaque résultat est assorti d’une probabilité d’existence. On le voit ici, beaucoup de chemin reste à parcourir sur le sujet, jusque dans l’interprétation des résultats livrés par l’étrange machine.

La finance aux avant-postes

Si les premiers à adopter l’ordinateur quantique sont des industriels, les instituts financiers ne sont pas en reste. Parmi les investisseurs de D-Wave, on trouve des entreprises comme Goldman Sachs. En 2014 déjà, Ovidiu Racorean, du département de mathématique financière de SAV-Integrated Systems publiait un papier intitulé Décoder le comportement des marchés financiers à l’aide d’un ordinateur quantique, une affirmation pour le moins audacieuse. Mais en 2015, Marcos Lopez de Prado, de Guggenheim Partners, et Peter Carr, directeur du département modélisation des marchés chez Morgan Stanley, publiaient également un papier dans ce sens, intitulé Résoudre l’optimisation des trajectoires de trading en utilisant un Quantum Annealer. Et en effet, la capacité des ordinateurs quantiques à analyser en parallèle des quantités de variables pour en sortir le scénario futur le plus probable en un temps de calcul raisonnable est ce qui intéresse en premier lieu les spécialistes du domaine. Au-delà de la polémique, il y a fort à parier que l’ordinateur quantique joue un rôle particulier dans l’ingénierie financière à l’avenir, même si l’on doit éviter de lui prêter des propriétés magiques, largement renforcées par le mystère qui entoure ces petits composants de quelques centimètres carrés, isolés du monde macroscopique dans une cuve à -273°C. Un ordinateur n’est que ce que nous en faisons. Il ne prédira pas à lui seul, à coup sûr, l’évolution des marchés financiers. D’ailleurs, cette machine à prédiction existe déjà : elle s’appelait le MoneyTron et c’était une ” invention ” belge au destin sulfureux qui sentait bon l’argent facile, les années 1980 et la Formule 1. Mais c’est une autre histoire…

Benoît Dupont