Une simulation quantique permet de reproduire en laboratoire, sur une plateforme physique bien contrôlée, un processus physique difficilement accessible à l’expérience ou trop complexe pour être simulé sur un ordinateur classique. Quarante années après la naissance de cette idée par Yuri Manin et Richard Feynman, nous assistons de nos jours à une multiplication de telles plateformes, basées sur des ensembles d’ions, des circuits supraconducteurs, des atomes ultrafroids ou encore des photons optiques. Les simulateurs quantiques dits « analogiques » permettent de recréer un processus physique régi par les mêmes lois que le processus simulé, tandis que les simulateurs « digitaux » s’apparentent à une classe restreinte de calculateurs quantiques qui reproduisent ce processus via une série d’opérations logiques sur des bits quantiques. Ils se développent à des fins de simulation de systèmes ou problèmes très différents, qui peuvent aller des supraconducteurs à haute température aux quarks en chromodynamique quantique, de l’évolution des systèmes désordonnés à celle de l’univers primordial. Les comportements “collectifs” qui émergent dans ces systèmes fortement corrélés sortent du cadre de la physique linéaire, dépassent souvent notre compréhension physique et ne peuvent être reproduits numériquement même par les ordinateurs classiques les plus puissants. Concevoir des simulateurs quantiques s’avère donc crucial pour résoudre des problèmes d’importance capitale en physique, mais aussi d’ores et déjà en chimie, biologie…, en mesurant directement ces comportements sur un dispositif expérimental. Les développements actuels de ces plateformes, qui parviennent d’ores et déjà à simuler des processus très difficilement accessibles à un ordinateur classique, se focalisent sur l’augmentation du nombre de bits quantiques, sur leur contrôle et sur leurs interactions, mais aussi sur leur vérification croisée, seul moyen de s’assurer de la fiabilité de leurs prédictions.