Avec 90 % de produits chimiques fabriqués commercialement faisant appel à des catalyseurs (dans le monde vivant, on parle d’enzymes), la conception de nouveaux catalyseurs réduisant le besoin énergétique des réactions chimiques, le calcul quantique pourrait, grâce à ses capacités de simulation moléculaires et de recherche dans les espaces chimiques immenses, contribuer à réduire de manière drastique les besoins énergétiques et l’impact écologique de l’ensemble des industries chimiques et pas uniquement la production d’engrais.

En aidant à mieux comprendre les mécanismes sous-jacent la supraconductivité, la simulation quantique pourrait permettre de repousser les limites de température dans lesquelles cette propriété se manifeste et aider à identifier le moyen d’obtenir des supraconducteurs à température élevée susceptibles de réduire de 10 % l’énergie dissipée dans les transmissions et de réaliser des batteries beaucoup plus efficaces.

Le CO₂ est naturellement absorbé par les océans et la végétation. Néanmoins, la production humaine de CO₂ dépasse le taux d’absorption naturel depuis de nombreuses décennies.

Bien qu’il ne soit pas possible de remonter le temps, une façon d’inverser cette tendance consiste à capter le CO₂ pour le retransformer en une molécule plus complexe.

Nous connaissons un ensemble de catalyseurs capables de capturer le CO₂, mais la plupart nécessitent des métaux rares ou sont difficiles/coûteux à produire et à déployer. Nous ne connaissons actuellement pas de catalyseur abordable et facile à produire pour capturer le CO₂.

L’observation des processus biologiques d’assimilation du CO₂, à l’image de la photosynthèse, conforte, néanmoins, l’idée qu’il puisse exister un ou plusieurs catalyseurs permettant de capturer facilement le CO₂ à moindre coût. Cependant, trouver un tel catalyseur est une tâche ardue sans la possibilité de simuler les propriétés moléculaires des différents candidats.

Grâce à ses capacités de simulation et de recherche dans les espaces chimiques immenses, les ordinateurs quantiques pourraient permettre d’identifier un procédé économiquement viable permettant un recyclage efficace du CO₂ et une production de sous-produits d’intérêt à l’image de l’hydrogène ou du monoxyde de carbone.

L’anticipation des catastrophes naturelles est le domaine où des capteurs quantiques embarqués dans des satellites prennent tout leur sens, notamment dans le contexte de changement climatique dans lequel nous vivons.

Il est anticipé que le développement d’accéléromètres à atomes froids opérant dans des satellites en orbite basse pourront mesurer les variations de champ de gravité causés notamment par la variation de répartition de masses au sol. Cette répartition de masse peut avoir différentes causes en lien avec plusieurs catastrophes naturelles :

• Le chargement des nappes phréatiques, signes avant-coureur d’inondation ou de sècheresse ;
• Le développement de biomasse, avec le cycle saisonnier, dont la variabilité peut signaler des évolutions structurelles des écosystèmes ;
• Les mouvements de matière dans le sous-sol, qui peuvent créer des contraintes qui seront libérées lors de séismes.

Les informations collectées par de tels capteurs pourront être précieuses pour anticiper et mieux gérer des crises environnementales et les catastrophes naturelles. Au-delà des capteurs, le traitement des informations ainsi collectées par les futurs ordinateurs quantiques suffisamment puissants permettra de caractériser les signes avant-coureurs de catastrophes naturelles : déformations de plaques tectoniques, mouvements imperceptibles de terrain, niveau élevé ou au contraire bas de plans d’eau dans des bassins versants, etc.