Afrique du Sud

Synthèse

Contexte

Alors que les technologies quantiques font de plus en plus partie de l’univers de la recherche, l’Afrique du Sud a décidé de se saisir de ce sujet et de se placer sur la « carte quantique mondiale ». C’est ainsi qu’elle a décidé de la mise sur pied d’une feuille de route nationale pour la recherche dans ce domaine et les technologies connexes. Cela dit, il faut souligner que la recherche quantique en Afrique du Sud remonte au milieu des années 1970 avec des recherches sur la physique nucléaire marquées par la création d'un accélérateur pour les applications médicales et par la création d'installations de recherche nucléaire. La recherche a pris de l’ampleur à partir des années 2010, notamment la signature du partenariat avec IBM en 2016. Plus récemment, de nombreuses initiatives ont vu le jour au sein des universités avec l’arrivée de nouveaux chercheurs, redynamisant ainsi la recherche locale. Agissant sur la base d’un financement de 54 millions de rands (3 millions de dollars US) du ministère des Sciences et de l’Innovation, l’Initiative qui est venue d’un consortium de chercheurs sud-africains doit s’étaler sur la période 2022-2025 (au mois de mars).

Contenu

Afin de fournir une feuille de route pour la création d’une véritable économie de la technologie quantique en Afrique du Sud, le Groupe de travail national sur l'informatique et la technologie quantiques constitué le 26 septembre 2019 lors d'une réunion au Meraka Institute (CSIR, Pretoria) a procédé à une analyse SWOT de l’état des technologies quantiques dans ce pays. Cette dernière a notamment porté sur les éléments suivants : le développement du capital humain et des capacités de recherche, le développement des capacités et des compétences technologiques, la disponibilité et le besoin d’infrastructures de recherche et d’innovation, l’adoption potentielle de l’informatique quantique et de la technologie quantique par l’industrie, les partenariats et réseaux ainsi que les plateformes collaboratives et paysage institutionnel.

But et objectifs : L’Initiative a pour but de « développer une masse critique bien établie au sein de la communauté quantique ». Plus précisément, elle vise à :

• Soutenir la recherche universitaire, ainsi que l’ensemble de la chaîne d’innovation sur les technologies quantiques, de la recherche universitaire ;
• Favoriser l’éclosion d’une économie quantique allant jusqu’à l’industrialisation et la commercialisation de ces technologies dans le but de les intégrer au sein de l’économie sud-africaine ;
• Lancer et de soutenir de nouveaux pôles dans d'autres institutions de recherche ;
• Collaborer avec le gouvernement dans l’élaboration d’une législation adaptée aux technologies quantiques.

Suivi du projet

Logée au sein de l'Université du Wits et administrée par cette dernière, cette initiative est constituée de cinq universités : l’Université de Wits, l’Université du Zululand (UniZulu), l’Université de Stellenbosch, l’Université du Kwa-Zulu Natal (UKZN) et l’Université de technologie de la péninsule du Cap (CPUT). Elle ambitionne également de faire émerger de nouveaux centres de recherche sur les technologies quantiques. Comme les autres pays agissant dans ce domaine, l’Afrique du Sud a orienté ses travaux dans les trois principaux domaines quantiques à savoir : l’informatique quantique, les communications quantiques, les capteurs et la métrologie quantiques. Le projet a toutefois la particularité de ne pas se concentrer sur le développement du matériel mais plutôt sur l’écriture de logiciels.

Les principaux projets actuellement développés sont :

1. Pour l’informatique quantique

Le projet d’Algorithmes variationnels conduit par le Docteur Isaac Nape

Le projet de Simulation et d’optimisation quantiques conduit par le Professeur Thomas Konrad

Le projet d’Apprentissage automatique quantique conduit par les Professeurs Francesco Petruccione et Mark Tame

2. Pour les communications quantiques

Le projet de Démonstrateur pédagogique d'un système de distribution de clés quantiques conduit par Rory Pentz

Le projet de Communications robustes conduit par le Professeur Andrew Forbes

Le projet de UKD basé sur la fibre utilisant des États leurres conduit par le Professeur Thomas Konrad

Le projet de Source de photons uniques et générateur de nombres aléatoires quantiques conduit par le Professeur Mark Tame

Le projet de Protocole d'intrication d'états cohérents pour la communication quantique conduit par le Professeur Edward Davis

3. Pour la Métrologie, détection et imagerie quantiques

Le projet d’Imagerie activée par intrication par le Professeur Andrew Forbes

Le projet de Vérification et validation quantiques conduit par le Professeur Thomas Konrad

Le projet de Détection quantique utilisant l'anti-regroupement de photons conduit par le Professeur Tjaart Kruger

Le projet « Vers le développement de sources de photons uniques » conduit par le Professeur Mark Blumenthal

Le projet de Détection quantique à photons uniques conduit par le Professeur Mark Tame

Pour parvenir à l’atteinte des objectifs fixés, la stratégie s’est appuyée sur les recommandations suivantes du Groupe de travail :

1. Le développement et le déploiement de programmes d’études universitaires consacrés aux technologies quantiques ;
2. L’organisation d’une campagne de sensibilisation active pour diffuser des informations sur les fondements et les principes de la technologie quantique et leurs opportunités à l’attention des principales parties prenantes, notamment le grand public, le gouvernement et l’industrie ;
3. La création des chaires de recherche afin de susciter une masse critique dans le leadership en recherche sur les technologies quantiques à travers le pays grâce à des chaires de recherche senior et émergentes ;
4. La mise en place d’une instance de coordination nationale, notamment des activités synergétiques, et pour piloter les activités législatives, de normalisation et de certification ;
5. L’établissement d’un programme phare dans chacun des trois domaines d’intervention, réparti sur les points focaux nationaux ;
6. La création de nouveaux centres émergents visant à soutenir les personnes intéressées par les technologies quantiques dans un objectif de diversité démographique, géographique et d'orientation ;
7. La création d’un Fonds d’amorçage pour les technologies quantiques visant à soutenir l’industrie quantique ;
8. La création d’un cadre gouvernemental sous forme de pôles économiques locaux, de législation relative à la transition vers la technologie quantique et à son adoption, et formaliser le besoin de validation ;
9. La création d’une interface avec la Plateforme technologique convergente afin de centraliser toutes les initiatives technologiques émergentes.

En perspective

Alors que le marché et l’industrie quantiques font face à des coûts de matériel élevés, une annonce récente fait état de la possibilité imminente d’avoir des ordinateurs quantiques à moins de 1000 euros ; ce qui serait une véritable opportunité de démocratisation de cette technologie hyper puissante. De nombreuses manifestations sont prévues en Afrique du Sud dans le cadre de l’année internationale des technologies quantiques. Si l’Afrique du Sud n’a pas une stratégie institutionnellement pensée et organisée au niveau étatique ou gouvernemental, il faut souligner qu’elle est engagée dans des projets de collaboration avec des entreprises (IBM) et des institutions de recherche africaines (AIMS, Africa Quantum Consortium, etc.).