Ordinateur quantique : le CNRS et Pasqal scellent une alliance stratégique

C'est un véritable lien de parenté qui franchit aujourd'hui une nouvelle étape. Entre le CNRS et Pasqal, l'histoire dépasse le simple transfert de technologie réussi : elle raconte comment une recherche fondamentale née en laboratoire s’est prolongée dans l’industrie, tout en continuant de se nourrir de collaboration scientifique et technologique avec le monde académique. Pour sceller cet avenir commun, Mehdi Gmar, directeur général délégué à l'innovation du CNRS et Fabien Quéré, responsable des partenariats académiques chez Pasqal, ont acté un accord-cadre de trois ans. Ce document stratégique dépasse la simple organisation des relations administratives : il dessine la trajectoire d'une technologie de rupture vers une échelle industrielle inédite.

Atomes neutres : la précision au service de la rupture

Alors que la course mondiale au calcul quantique explore une grande diversité d’approches technologiques, Pasqal a fait le pari de miser sur les atomes neutres manipulés par la lumière. Le principe repose sur une manipulation laser d'une finesse extrême, articulée autour de trois fonctions critiques : le refroidissement des atomes, leur piégeage dans des « pinces optiques » pour former des registres de qubits et enfin le contrôle de leur état quantique par excitation laser. Chaque atome devient donc un qubit, qui peut être préparé dans l’état 0, dans l’état 1 ou dans une superposition quantique des deux.

C'est ici qu'interviennent les états de Rydberg. Lorsqu’un atome est excité vers un état de Rydberg, l’un de ses électrons est porté sur une orbitale très éloignée du noyau, sans pour autant être arraché : l’atome reste neutre. Dans cet état excité, les atomes, pourtant distants, interagissent fortement entre eux.  Cette capacité à « allumer » ou à « éteindre » ces interactions à la demande constitue le cœur même du processeur de Pasqal. L'avantage d'une telle approche est en partie structurel : les atomes d'un même isotope sont, par nature, tous rigoureusement identiques, et cette uniformité donne au processeur quantique à atomes neutres un potentiel important de passage à l’échelle. 

Ce passage à l'échelle industrielle reste toutefois le défi technologique majeur de la start-up. Comme l'explique Fabien Quéré : « Aujourd’hui, le seuil est de plusieurs milliers de qubits ; le prochain objectif est même de 10 000 ». Pour franchir ce cap, les verrous à lever sont complexes. Il faut d'abord augmenter la puissance laser — chaque pince exigeant quelques milliwatts, le total grimpe vite à plusieurs watts — tout en garantissant une homogénéité parfaite du faisceau sur l'ensemble du registre. 

« Pour passer tous les qubits logiques de l'état 0 à l'état 1, il faut le faire de façon très précise pour tous les atomes », souligne le responsable des partenariats académiques de Pasqal. De plus, à mesure que le tableau s'agrandit, le « vide résiduel » devient critique : la moindre collision avec un atome parasite peut chasser un qubit du registre pendant son assemblage. C'est d'ailleurs l'un des enjeux majeurs du laboratoire commun AtomIQ-Lab créé fin 2025 par l’Institut d’Optique Graduate School, le CNRS et la société Pasqal : améliorer le « taux de répétition » des machines pour compenser ces pertes et stabiliser durablement les calculs.

De l'Institut d'Optique à la scale-up : l'héritage du CNRS

Cette prouesse technologique n'est pas née de nulle part. Elle est le fruit direct du temps long de la recherche fondamentale, une valeur cardinale pour Mehdi Gmar : « C'est une sorte de miracle maîtrisé, car ce sont des années et des années de travail ». Pasqal s'inscrit dans une lignée scientifique d'exception, marquée par les travaux pionniers d'Alain Aspect. La filiation est ici bien concrète : Antoine Browaeys, cofondateur de Pasqal, est un ancien doctorant d'Alain Aspect, tout comme Christophe Jurczak. Tandis que Georges-Olivier Reymond est un ancien thésard de Philippe Grangier, lui-même doctorant aussi auprès d’Alain Aspect. C'est avec Thierry Lahaye qu'Antoine Browaeys a développé et fait mûrir les recherches sur les atomes neutres excités vers des états de Rydberg au sein du Laboratoire Charles Fabry (Institut d'Optique Graduate School / CNRS / Université Paris-Saclay). En 2019, avec Christophe Jurczak et Georges-Olivier Reymond, ils franchissent le pas de l’entrepreunariat pour créer la société Pasqal.

Le CNRS a joué un rôle d'incubateur et de propulseur à chaque étape clé de ce développement. En sécurisant les résultats initiaux par une stratégie de propriété intellectuelle adaptée, en facilitant la création de la start-up et en lui permettant de recruter des talents issus des meilleurs laboratoires publics, l'organisme a transformé une intuition de physique quantique en une scale-up de rang international. Aujourd'hui, Pasqal ne se contente plus de faire de la recherche : elle conçoit ses propres ordinateurs quantiques, lève des centaines de millions d'euros et s'impose comme l’une des vitrines industrielles de l'écosystème deeptech français.

Les ambitions de l’accord-cadre

Signé à l'occasion de Vivatech sur le stand du CNRS, le nouvel accord-cadre vient structurer et pérenniser cette relation de confiance unique en clarifiant la gouvernance. Pour Mehdi Gmar, cette signature marque une transition essentielle : « On a besoin de passer d'une relation de gré à gré à quelque chose de beaucoup plus structuré ». 

L'accord facilite la mise en commun d'équipements de pointe, mais surtout le financement de thèses de doctorat. Il simplifie également le processus administratif pour la mise en place des contrats de collaboration encadrant les thèses. L'objectif est limpide : créer un corridor direct entre les laboratoires d'excellence du CNRS et les équipes d'ingénierie de Pasqal pour accélérer l'innovation de rupture.

Dessiner le futur du calcul

L'avenir de cette collaboration ne se limite plus à la physique atomique pure. Elle mobilise désormais un écosystème pluridisciplinaire. Un exemple concret est la collaboration prévue avec Thomas Ayral du Centre de physique théorique de l'École polytechnique (École polytechnique / CNRS), pour explorer la théorie de la matière condensée. Ces travaux de recherche de pointe visent à utiliser la puissance brute des machines de Pasqal pour simuler et concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés physiques inédites.

Au-delà de la performance technique, l'enjeu sous-jacent est celui de la souveraineté technologique européenne. En alimentant en continu la feuille de route industrielle de Pasqal par des questions de recherche fondamentale, le CNRS s'assure que l'innovation reste solidement ancrée sur le sol national. Cette synergie respecte par ailleurs scrupuleusement la liberté académique : les chercheurs ne sont pas asservis aux besoins commerciaux de l'entreprise, mais stimulés par des défis techniques industriels qui deviennent des sujets de science pure.

La trajectoire fulgurante de Pasqal rappelle avec force que les plus grandes révolutions industrielles naissent souvent d'une curiosité scientifique initialement désintéressée. Fabien Quéré le souligne d'ailleurs avec humilité : « Ce qui est assez remarquable, c'est qu’aucune des techniques utilisées n'a été développée initialement dans l’objectif de concevoir un ordinateur quantique ». C'est précisément tout l'enjeu de cet accord-cadre historique : préserver ce précieux terreau de recherche fondamentale tout en donnant à la France et à l'Europe les moyens concrets de transformer leurs découvertes de laboratoire en standards industriels mondiaux, capables de défier les géants internationaux.