Les communications quantiques visent d’une manière générale à distribuer des états intriqués à longue distance. L’une des premières applications imaginées pour les communications quantiques vise la sécurisation des échanges d’information grâce aux propriétés de la physique quantique. Le transfert de références de temps données par des horloges atomiques pour une synchronisation ultime entre dispositifs distants est une autre application prometteuse des communications quantiques.

Les algorithmes quantiques nécessiteront des dizaines de milliers, voire des millions, de qubits pour tenir leurs promesses de découvrir de nouveaux matériaux, de nouveaux médicaments et de réaliser des calculs hors de portée des ordinateurs conventionnels. Il est n’est pas certain qu’un tel nombre soit accessible avec un processeur monolitique, en raison de limitations physiques et technologiques en terme de câblage, refroidissement, lasers et contrôle des qubits. Une infrastructure modulaire qui relie plusieurs processeurs plus petits pourrait est une approche plus viable à court terme. Cette nécessité d’interconnexions est un consensus scientifique mais aussi un énorme défi technologique.

Issue de travaux pionniers du CNRS et de la Sorbonne, la startups française Welinq basée sur les mémoires quantiques les plus puissantes au monde vise à lever ce verrou

À plus long terme, le calcul quantique distribué entre plusieurs ordinateurs quantiques mis en réseau, et l’interférométrie à longue distance entre capteurs quantiques permettant d’atteindre une sensibilité de mesure ultime, nécessitera de développer des réseaux de communications quantiques ‒ réseaux où l’intrication est partagée entre plusieurs nœuds ‒ appelés aussi internet quantique.