Les réseaux électriques du monde entier sont soumis à une pression croissante alors que les sources d'énergie renouvelable intermittentes compliquent les flux d'électricité et que l'essor de l'intelligence artificielle fait grimper la demande à des niveaux sans précédent. Équilibrer les flux entrants et sortants d'électricité tout en répondant aux besoins grandissants des grands centres de données nécessitera une expansion et une amélioration du réseau à une échelle jamais vue auparavant.

Le Département de l'Énergie des États-Unis a souligné l'importance de la modernisation des réseaux, déclarant que la mise à niveau du réseau pour le rendre « plus intelligent » et plus résilient grâce à des technologies de pointe, des équipements et des systèmes de contrôle qui communiquent et fonctionnent ensemble peut « réduire considérablement la fréquence et la durée des pannes de courant, atténuer les impacts des tempêtes et rétablir le service plus rapidement lorsque des coupures surviennent. » L'agence note également que les services publics bénéficient de la modernisation grâce à une sécurité accrue, une réduction des pics de charge, une meilleure intégration des énergies renouvelables et des coûts opérationnels plus faibles.

L'objectif est de faire fonctionner le réseau de manière plus intelligente plutôt que plus intensément, et la Chine pense que la solution pourrait résider dans la mécanique quantique. Les enjeux sont considérables : la Chine exploite le plus grand réseau électrique au monde en termes de capacité installée, géré principalement par la State Grid Corporation of China, desservant plus d'un milliard de personnes sur la quasi-totalité du territoire national. Une équipe de chercheurs mène un projet exploratoire dans un poste électrique à Hefei, dans la province de l'Anhui, afin de tester comment les technologies quantiques pourraient renforcer la résilience et la fiabilité du réseau. Hefei est devenu un pôle majeur de la recherche quantique en Chine, abritant des institutions telles que l'Université des sciences et technologies de Chine et des laboratoires nationaux d'information quantique. Selon un rapport d'Interesting Engineering, les chercheurs « utilisent des capteurs quantiques, des communications sécurisées et l'informatique pour détecter les défauts, améliorer les mesures et modéliser le fonctionnement du réseau. »

Depuis sa construction en 2024, le poste électrique a servi de site d'essai pour une série de technologies quantiques, notamment un essai de 18 mois de capteurs quantiques conçus pour détecter les défauts et les problèmes au sein du réseau électrique. Ces capteurs dotés de technologie quantique peuvent détecter des signaux électriques faibles et des fluctuations minimes de température et d'humidité dans la salle des appareillages de commutation de la station, protégeant ainsi les équipements et identifiant potentiellement les pannes de courant avant qu'elles ne se produisent.

La Chine vise à corriger les vulnérabilités de longue date de son réseau électrique classique grâce à ces recherches, notamment « le retard dans la surveillance des équipements, les erreurs de mesure, les risques de sécurité des données et la charge de calcul impliquée dans l'analyse de systèmes électriques complexes. » Les chercheurs affirment que la technologie pourrait finalement « réduire les erreurs de mesure d'électricité dans le poste électrique de plus de 500 000 kilowattheures par an. »

« L'opération a prouvé que la technologie quantique n'est pas une 'vitrine', mais un 'soutien solide' pour garantir l'approvisionnement électrique et promouvoir le développement », a déclaré Tian Teng, chercheur à l'Anhui Electric Power Company, cité par Interesting Engineering.

Des scientifiques du monde entier étudient comment les technologies quantiques pourraient relever les défis majeurs du secteur de l'énergie. L'année dernière, le prix Nobel de physique a été décerné pour des travaux de percée sur la mécanique quantique, soulignant l'importance croissante de cette technologie.

Le New York Times a rapporté cette semaine le prix Nobel de physique 2025, écrivant qu'« une course est lancée dans l'industrie et le milieu universitaire pour réaliser la promesse de l'informatique quantique, une technologie étrange et puissante. » Le journal a souligné à la fois l'enthousiasme et les préoccupations entourant ce domaine : « Un véritable ordinateur quantique pourrait accélérer les progrès de la découverte de médicaments ou d'autres recherches scientifiques. Il pourrait également briser le chiffrement qui protège les ordinateurs essentiels à la sécurité nationale. »

Les technologies quantiques contribuent déjà à la recherche sur les énergies propres dans de multiples contextes. À l'Institute of Science Tokyo, des scientifiques ont utilisé des états quantiques pour concevoir un nouveau type de récupérateur d'énergie capable de récupérer l'énergie perdue sous forme de chaleur issue de l'électronique et des machines industrielles. Aux États-Unis, des chercheurs du MIT ont récemment annoncé une méthode permettant d'observer un prétendu « état de bord » des électrons qui entraîne une absence de perte d'énergie, une découverte avec un important potentiel disruptif pour le secteur technologique. Parallèlement, les avancées en matière de batteries quantiques laissent entrevoir la possibilité de capter l'énergie directement à partir de sources lumineuses et de se recharger bien plus rapidement que les batteries lithium-ion conventionnelles.

Bien que ces applications offrent des promesses considérables pour le secteur énergétique mondial, rares sont celles qui sont aussi urgemment nécessaires que la modernisation des réseaux. Dans une époque caractérisée par des défis complexes de sécurité énergétique à l'échelle mondiale, la construction de réseaux électriques plus intelligents et plus fiables est devenue une priorité internationale.