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Capteurs quantiques : la révolution silencieuse
Par La rédaction, publié le 07 novembre 2023
Tandis que les projecteurs se tournent souvent vers l’informatique quantique, c’est dans l’ombre que les capteurs quantiques révolutionnent la technologie. Découvrez comment leur précision sans précédent est sur le point de changer notre monde.
Par Antoine Gourévitch, Directeur associé senior, BCG
C’est peut-être la moins connue, mais aussi la plus aboutie des technologies quantiques. Dans le monde de la Deeptech, le capteur quantique est plus discret que ses cousins, l’ordinateur et la communication quantiques. Pourtant on lui doit des innovations telles que les lasers, les cellules photovoltaïques ou encore l’IRM (imagerie par résonance magnétique). Ces instruments de mesure d’une précision inégalée exploitent les propriétés de l’atome et vivent aujourd’hui une nouvelle révolution grâce aux avancées de la physique quantique.
Ces progrès promettent par exemple des applications intéressantes dans les domaines des télécommunications, de la santé, des semi-conducteurs, des transactions, des satellites, de la gestion des ressources naturelles ou encore dans l’industrie de la défense.
Casse-tête pour ceux qui cherchent à développer leur puissance de calcul, l’extrême sensibilité des systèmes quantiques à leur environnement devient, pour les capteurs de haute précision, un atout.
Plus facile à passer à l’échelle et plus mûre, cette technologie de capteurs suscite de nombreuses recherches susceptibles de faire rapidement émerger des cas d’usage pour les entreprises. Ainsi, plus de 1 600 brevets ont d’ores et déjà été déposés et les start-up de ce domaine ont levé 2 Md$ en 2022.
Au total, BCG estime que le marché devrait atteindre 3 à 5 Md$ d’ici 2030. De ce point de vue, les décideurs et les investisseurs deeptech qui n’ont pas encore intégré les capteurs quantiques dans leur réflexion stratégique doivent appréhender ces enjeux au plus vite !
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Deux vagues d’innovation marquent leur développement. La première révolution quantique a permis la commercialisation de technologies de pointe dans le domaine des transistors, des puces, des lasers, des caméras numériques, ou encore de l’imagerie médicale. La seconde révolution ouvre quant à elle le champ des applications industrielles.
Dans les laboratoires de recherche, des technologies émergentes comme l’atome froid ou les diamants à centre NV (pour Nitrogen-Vacancy) font naître une nouvelle génération de capteurs quantiques. Avec la réduction de leur taille et de leur poids, ces capteurs pourront bientôt être embarqués dans les véhicules ou les téléphones mobiles. Leur exceptionnelle précision révolutionnera les mesures de gravité, de temps, de vitesse, de température, de pression, ou encore des champs électriques et magnétiques.
Les capteurs quantiques joueront ainsi un rôle important dans la navigation autonome, amélioreront les systèmes de détection dans l’industrie de la défense ou encore permettront d’allouer le plus finement possible les bandes de fréquence utilisées aux différents opérateurs de télécommunications.
Certes, de nombreux défis restent à relever pour que ces capteurs puissent s’imposer. La maîtrise de cette technologie reste en effet extrêmement sensible aux sources de décohérence quantique et rend difficile le passage à l’échelle. Dans certaines industries, les coûts d’adoption et d’exploitation de ces capteurs limitent pour le moment les initiatives stratégiques du fait de bénéfices encore incertains.
Toutefois, un secteur est particulièrement en pointe sur cette technologie émergente : l’industrie de la défense. Elle s’impose aujourd’hui comme le principal moteur du marché, avec notamment des ambitions publiquement dévoilées aux États-Unis par l’Air Force Research Laboratory (AFRL).
L’électronique, l’énergie et le médical se montrent également très actifs. Des prototypes s’y développent et des applications s’approchent aujourd’hui de la mise sur le marché.
Comme pour les autres technologies quantiques, l’intégration des capteurs quantiques ne répond pas à une logique de « prêt à emploi ». Pour exploiter ses propriétés uniques et développer des applications adaptées, les entreprises auront besoin de nouvelles compétences et de partenariats solides avec leur écosystème.
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