Ordinateur quantique et secteurs financiers
Quelles opportunités ?
Les possibilités de l'ordinateur quantique semblent infinies, par leur capacité à résoudre quasiment instantanément des problèmes dont la complexité dépasse de loin les capacités de calcul des ordinateurs les plus puissants d'aujourd'hui. Des ordinateurs traditionnels devraient disposer de centaines, voire des milliers d'années pour résoudre de tels problèmes, alors que les ordinateurs quantiques n’auraient besoin que de quelques heures, ou de quelques minutes. Face à ce constat, cet article vise à dresser l'état des lieux de cette technologie et de ses perspectives de développement, d'identifier les cas d'usages applicables aux acteurs financiers et les premières expérimentations menées.
Partie 1
Etat des lieux : l'informatique quantique ou comment accélérer la résolution des calculs informatiques complexes
Des qbits pour démultiplier les puissances de calculs
Contrairement aux ordinateurs classiques dont les systèmes de calculs reposent sur des bits, pouvant avoir une valeur binaire de 0 ou 1 ; les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques appelés "qbits" qui sont beaucoup plus polyvalents que les bits informatiques classiques. Il existe une différence fondamentale entre ces deux typologies de bits : les bits informatiques classiques augmentent linéairement la capacité de calcul alors que chaque qbit double la capacité de calcul d'un système quantique. C’est ce qui confère leur très forte puissance de calcul aux ordinateurs quantiques.
De fortes contraintes d’exploitation
Néanmoins, en raison des propriétés intrinsèques de la physique quantique, il est extrêmement difficile d’exploiter un ensemble de qbits. Ils sont instables et doivent être isolés dans des états quantiques contrôlés. Pour ce faire, ils doivent être refroidis à des températures de plusieurs centaines de degrés sous le point de congélation (températures plus froides que celles dans l’espace), ou encore être mis dans des conditions d’ultravide1. En outre, la duplication des qbits ou même leur lecture peut faire s'effondrer l’état quantique instable dans lequel ils sont, ce qui complique les processus de programmation, de test et de débogage. En raison de ces exigences techniques, la mise à disposition d'un système quantique sophistiqué et exploitable pourrait prendre encore un certain temps.
Une technologie prometteuse qui suscite l’intérêt
Les capacités du calcul quantique connaissent une croissance exponentielle. Ainsi, d'ici dix ans, les ordinateurs quantiques devraient être en mesure d'accélérer la résolution d'un large éventail de problèmes dans de nombreux secteurs d'activité2. À ce jour, Google et un groupe de recherche chinois ont annoncé la réalisation réussie de POCs mettant en évidence l'avantage des phénomènes quantiques. Les deux organisations affirment que leurs ordinateurs quantiques ont accompli en moins de 5 minutes des tâches soigneusement construites qui auraient pris des milliers, voire des milliards d'années aux ordinateurs classiques [3 4].
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Partie 2
Quels cas d’usage de l’ordinateur quantique pour les secteurs financiers ?
Les ordinateurs quantiques permettront des développer de nouveaux cas d’usage liés à la collecte de nouvelles sources de données, et à la capacité à analyser des volumes de données très conséquents. Ci-dessous, les cas d’usage applicables aux secteurs financiers que nous avons identifiés :
Cas d’usage 1 : des algorithmes plus performants
Algorithmes d'optimisation. Les algorithmes d'optimisation aident à identifier la meilleure solution ou le meilleur processus parmi plusieurs options réalisables. À ce titre, les ordinateurs quantiques devraient avoir des implications majeures pour les industries qui veulent optimiser leurs résultats en évaluant plusieurs scénarii potentiels, chacun ayant de nombreuses implications, dépendances et contraintes. Par exemple, les ordinateurs quantiques pourraient optimiser en temps réel le parcours d’acheminement de marchandise en s’appuyant sur des données provenant de véhicules connectés, de conteneurs, de colis, de routes, de chemins de fer, d'entrepôts , de systèmes de points de vente ou encore de satellites météorologiques. ExxonMobil étudie comment utiliser les ordinateurs quantiques pour optimiser les itinéraires de la flotte maritime mondiale, qui compte plus de 50 000 navires marchands, chacun transportant jusqu'à 200 000 conteneurs. Déterminer comment minimiser la distance et le temps de voyage des navires marchands - ce qui implique des calculs liés à des variables telles que les routes parcourues, la météo et les mouvements possibles entre les ports - est un problème insoluble pour les ordinateurs classiques. En utilisant des principes similaires, l'informatique quantique pourrait aider les entreprises à rationaliser les processus de fabrication par l’optimisation des chaînes d'approvisionnement. En effet, l’informatique quantique serait capable d’évaluer la disponibilité et le prix des composants de fabrication sans interrompre les chaines de production.
Cas d’usage 2 : l’analyse des data
Science des données et modélisation mathématique. Les entreprises modernes manipulent déjà d'énormes quantités de données pour réaliser des simulations, des prédictions et résoudre des problématiques. À mesure que les ensembles de données deviennent plus grands et plus complexes, et que les entreprises utilisent de plus en plus des flux de données en temps réel, la modélisation mathématique se révélera probablement de plus en plus difficile pour les ordinateurs classiques. L'informatique quantique a ainsi un fort potentiel de transformation pour les industries qui utilisent de grandes quantités de données et réalisent des calculs complexes. Dans le domaine des services financiers, les banques et les sociétés de valeurs mobilières étudient l'application de l'informatique quantique pour construire des scores de crédit, de solvabilité, analyser les risques d’investissement et détecter des comportements frauduleux.
Cas d’usage 3 : les capteurs
La technologie quantique permettra de créer des capteurs nouvelle génération, dont les performances et la précision surpassera grandement ce que nous connaissons actuellement. Cela sera permis par l’extrême sensibilité des particules quantiques aux mouvements, champs électriques, magnétiques et gravitationnels. Ces capteurs nouvelle génération pourront par exemple être utilisés dans le secteur de l’assurance pour : 1. Détecter les moindres changements environnementaux, sismiques ou météorologiques 2.Améliorer les systèmes de navigation des véhicules. Par exemple, Airbus étudie l'utilisation de capteurs quantiques pour mesurer avec plus de précision des attributs tels que la fréquence, l'accélération, les taux de rotation, les champs électriques, magnétiques et la température, afin d'améliorer ses systèmes de navigation5.
Quel futur pour l’ordinateur quantique ?
En tant que machines spécialisées permettant d'effectuer des calculs très pointus, les ordinateurs quantiques ne remplaceront probablement pas les ordinateurs classiques. Il est plus probable qu'ils coexistent ensemble et que les ordinateurs quantiques soient utilisés lorsque des calculs poussés seront nécessaires notamment pour des organisations comme les banques et assureurs qui manipulent d’importants volumes de données.
L'informatique quantique est également susceptible de compléter - et non de supplanter - le cloud. De la même manière que l'informatique quantique coexistera avec l'informatique classique, elle existera aux côtés du cloud. De nombreuses organisations dont les institutions financières tireront parti de l'informatique quantique via le cloud - 65 % des participants à une enquête d'International Data Corporation (IDC) sur l'adoption de l'informatique quantique déclarent qu'ils utilisent ou prévoient d'utiliser cette technologie en la basant sur le cloud6. Cela leur donnera accès à une puissance hyperspécialisée pour réaliser des tâches très spécifiques, sans pour autant leur demander un investissement conséquent dans des ordinateurs quantiques dédiés au sein de leur organisation.
Entre-temps, la promesse d’une amélioration rapide de cette technologie continue de stimuler les investissements. Et l'écosystème des start-ups quantiques est florissant. Une étude estime que le marché de l'informatique quantique connaîtra une croissance annuelle moyenne de 56 %, pour atteindre près de 65 milliards de dollars d'ici à 20307.
