Il convient d’abord de distinguer un supercalculateur d’un ordinateur quantique. Si les objectifs sont les mêmes, la différence principale réside dans la manière dont ils traitent et résolvent les problèmes. 

Un ordinateur classique est animé par un ou plusieurs processeurs qui en sont le cœur, et la rapidité avec laquelle il traite et analyse les données dépend de la puissance de ces processeurs. Ainsi, un supercalculateur, comme ceux d'IBM ou d'Atos, utilise des processeurs classiques (GPU) pour réaliser un très grand nombre de calculs simultanément. Il est particulièrement efficace pour résoudre des problèmes dits "déterministes" en parallèle, comme la simulation météorologique, la dynamique des fluides ou l'analyse de grandes bases de données. Ces machines sont optimisées pour maximiser la vitesse et le nombre de calculs par seconde (mesurés en FLOPS). 

Pour accroître cette puissance, on utilise des composants de plus en plus minuscules, atteignant des dimensions inférieures au nanomètre, où les règles de la physique quantique prennent le relais sur celles de la physique classique. C'est là que l'informatique quantique entre en jeu. À la différence des ordinateurs classiques qui stockent les informations sous forme de 0 ou de 1 (bits), un ordinateur quantique peut enregistrer et traiter ces deux états simultanément (Qubits) grâce à un phénomène appelé superposition, ce qui multiplie de façon spectaculaire sa puissance de calcul. 

Source : CBInsight

La technologie étant toujours au stade de R&D, il n’y a pas une seule manière de faire un ordinateur quantique. Aujourd’hui, six méthodes de Qubits sont utilisées à des stades différents de maturité : 

  • Qubits supraconducteurs : ils fonctionnent à des températures proches du zéro absolu, permettant un contrôle précis des états quantiques. Bien que cette technologie soit parmi les plus avancées, elle requiert d'importants systèmes de refroidissement.
  • Qubits ioniques : ces qubits utilisent des ions dans le vide contrôlés par laser. Cependant, ils sont moins rapides que les qubits supraconducteurs et leur mise à grande échelle pose des problèmes.
  • Qubits de photons : ils exploitent les particules élémentaires de lumière pour effectuer des opérations quantiques, en les manipulant via des dispositifs optiques. Cependant, l'interaction entre qubits photoniques reste un défi pour les calculs à grande échelle afin d’éviter les erreurs.
  • Qubits à atomes neutres : des atomes individuels non chargés, et possédant un nombre égal d'électrons et de protons, peuvent stocker des informations dans différents niveaux d'énergie. Ces atomes peuvent être disposés en matrices très denses ce qui facilite leur utilisation pour des systèmes d’envergure, mais des problèmes d'interaction sont encore présents. 
  • Qubits de spins nucléaires ou électroniques : cette méthode se base sur le spin d'électrons ou de noyaux atomiques, manipulés par des champs magnétiques. Principalement explorés dans la recherche académique, ils offrent une cohérence prolongée, favorable à la stabilité des calculs, mais leur contrôle précis et leur mise à l'échelle posent des défis techniques.
  • Qubits topologiques : encore au stade théorique, cette méthode est encore peu documentée mais reste utilisée par Microsoft.

Ainsi, faisons un petit tour des entreprises cotées positionnées sur le segment des supercalculateurs et des ordinateurs quantiques.

Les Pure-Player dans le domaine quantique

  • IonQ se concentre sur l'informatique quantique à ions piégés, avec des systèmes disponibles via les principaux fournisseurs de cloud. C'est la seule entreprise dont les systèmes quantiques sont disponibles sur les clouds d’Amazon Braket, Microsoft Azure et Google Cloud. Elle a été la première entreprise pure-player du QC.
  • Rigetti Computing développe des processeurs quantiques supraconducteurs et a récemment créé une architecture de qubits modulaire. L'entreprise développe également une plateforme en cloud appelée Forest qui permet aux programmeurs d'écrire des algorithmes quantiques.
  • Quantum Computing est spécialisé dans les systèmes quantiques à température ambiante et les applications commercialisables dans les domaines de la logistique, de la bio-informatique, des sciences de la vie et des sciences physiques, de la finance quantitative et de l'automatisation de la conception électronique.
  • D-Wave Quantum est pionnier de la technologie d' "annélation quantique" (intrication) et fournit un système de cloud quantique à ses clients.

Les Géants de la Tech avec des programmes quantiques

  • IBM est un géant historique dans le supercalcul. La société est en tête dans le domaine du calcul quantique (QC). Ils ont lancé l'IBM Q Experience, permettant à plus de 100 clients d'accéder aux ressources quantiques via le cloud. Leur processeur quantique Eagle de 127 qubits est une option de QC de premier plan utilisée par des entreprises de premier plan telles que Goldman Sachs et Boeing. L’entreprise mise beaucoup sur ce segment.
  • Google (Alphabet) a fait les gros titres dans le domaine quantique ces dernières années, notamment après la publication de son article révolutionnaire dans Nature, affirmant que son processeur quantique Sycamore a été le premier à atteindre la "suprématie quantique". Cependant, comme les autres grandes entreprises mentionnées, Alphabet est un conglomérat très diversifié, ce qui signifie que la contribution du calcul quantique à la valorisation globale d'Alphabet est probablement modeste.
  • Microsoft, qui se concentre sur les qubits topologiques et offre des services quantiques via Azure Quantum, développe activement des logiciels quantiques, notamment le SDK Q# (prononcé “Q sharp”). Ils investissent aussi dans PsiQuantum via leur branche de capital-risque M12. Toutefois, l'absence de mention du quantique dans leur rapport financier annuel souligne un impact potentiellement limité sur leur valeur boursière à court terme. 
  • Intel est un candidat sérieux à une implication significative dans le calcul quantique. En 2019, Intel a annoncé Horse Ridge, la puce quantique Tunnel Falls et espère l’utiliser pour devenir un acteur majeur dans le domaine du QC.
  • Nvidia et ses GPU sont désormais également utilisés pour l'apprentissage profond dans l'IA. Le géant joue un rôle clé dans l'informatique avancée et se lance dans le QC avec cuQuantum. Bien que le quantique soit encore un domaine mineur pour Nvidia, leur expertise pourrait favoriser un succès futur dans ce secteur, rendant intéressante une position d'investissement à long terme.
  • Amazon, tout comme Microsoft, propose une plateforme quantique basée sur le cloud au sein d'AWS, appelée Braket. Cette plateforme donne accès aux systèmes de D-Wave, Rigetti et IonQ. Cependant, Amazon est une entreprise de grande envergure avec de nombreux intérêts, et le terme "quantique" n'est pas souvent mis en avant dans ses documents de présentation. 
  • RTX Technologies collabore avec IBM sur la recherche quantique pour les applications aérospatiales, de défense et de renseignement.
  • Tencent est la plus grande entreprise chinoise encore impliquée dans la recherche en ordinateurs quantiques. En effet, les géants chinois de la Tech Alibaba et Baidu, se sont retirés de la course à l'informatique quantique après avoir fermé leurs unités de recherche en début d’année sans donner d’explications précises. 

Entreprises Industrielles

  • Honeywell : l’entreprise a externalisé sa division Honeywell Quantum Solutions (HQS) en formant Quantinuum, avec l'intention annoncée de l'introduire en bourse. En attendant la scission, investir directement dans Honeywell permet d'avoir un accès au secteur du calcul quantique. Même après l'entrée en bourse de Quantinuum, Honeywell devrait conserver une participation importante. 

Supercalculateurs 

La plupart des entreprises cotées présentent sur le segment des ordinateurs quantiques détiennent également des supercalculateurs. Cependant, ce ne sont pas les mêmes qui tirent leur épingle du jeu en termes de performance et d’innovation. Nous nous appuierons ici sur le Top 500 classant la performance des supercalculateurs à titre indicatif.

  • Hewlett Packard Enterprise est le leader actuel du marché. Avec son ordinateur Frontier, HPE détient le supercalculateur le plus puissant depuis 2022 devant Intel (2ème), Microsoft (3ème), IBM (9ème) et Nvidia (10ème). L’entreprise détient en outre quatre superordinateurs dans le top 10 issu du classement annuel qui répertorie les 500 supercalculateurs les plus puissants.
  • Fujitsu, le conglomérat multinational japonais, a une longue histoire dans le secteur des superordinateurs. Avec son ordinateur Fugaku, le groupe détient le quatrième plus puissant ordinateur du top 500. Les superordinateurs de l'entreprise sont utilisés dans un large éventail de domaines, tels que la simulation industrielle, les prévisions météorologiques et la recherche scientifique. 
  • Lenovo, leader des chinois des fabricants de PC, a augmenté sa part de marché dans le domaine des superordinateurs. 
  • AMD, le fabricant de microprocesseurs concurrent de Nvidia, est devenu une force majeure sur le marché des superordinateurs. Les systèmes de supercalcul sont devenus dépendants des processeurs EPYC et des accélérateurs Radeon Instinct d'AMD en raison de leurs performances compétitives et de leur efficacité énergétique. 
  • Atos, sous le nom d’Eviden (partie cloud computing, big data et sécurité du groupe), est un des seuls fabricants européen de supercalculateurs. Ses ordinateurs Leonardo (7ème) et MareNostrum (8ème) sont les plus puissants d’Europe et issus de l’acquisition de Bull en 2014. Des rumeurs de scission entre Eviden et Atos sont aujourd'hui évoquées.
  • Orange, dans le cadre de son partenariat avec HP, sera en charge de la partie logicielle tandis que son partenaire fournira le matériel. Cela permettra notamment de conserver une indépendance nationale, les calculateurs étant notamment utilisés dans des domaines cruciaux tels que la défense ou le nucléaire. Cette décision pourrait ne pas être définitive. Les options seront réévaluées au moment de changer d'ordinateur (généralement tous les deux ans).

Cependant, il est possible de citer des pure player tels que ParTec, une jeune entreprise allemande, et Canaan une small cap américaine, qui se consacrent au développement et à la fourniture de superordinateurs et d'ordinateurs quantiques pour assister leurs clients dans l'entraînement des modèles d’IA.

  
 
Un seul ETF américain est indirectement exposé aux superordinateurs et ordinateurs quantiques :
  • Defiance Quantum ETF : ce tracker cherche à suivre la performance de l'indice BlueStar Quantum Computing and Machine Learning qui lui réplique les performances des entreprises les plus importantes et les plus liquides des secteurs mondiaux de l'informatique quantique et de l'apprentissage automatique. Ces cinq premières positions sont IonQ (5,16 %), MicroStrategy (3,30 %), D-Wave Quantum (2,48 %), Rigetti Computing (2,16 %), Coherent Corp (1,90 %). Avec 297 millions de dollars d'actifs sous gestion, les frais sont de 0,40 % et la performance depuis le début de l'année dépasse les 18 %.