Faits:
A. La société X._, dont le siège est à A._ dans le canton de Neuchâtel, est membre de la Fédération X._ (ci-après: la Fédération), dont le siège est à Zurich. Cette dernière est propriétaire de deux immeubles à B._ et à C._ dans le canton de Neuchâtel qu'elle loue principalement à la société X._ sans y exercer elle-même une activité.
Dans sa déclaration d'impôt à l'intention du canton de Neuchâtel pour la période fiscale 2004, la Fédération a déclaré un capital de 9'080'310 fr. et un bénéfice de 42'596 fr. résultant d'une répartition proportionnelle en fonction du chiffre d'affaires réalisé dans chacun des cantons, les immeubles neuchâtelois étant considérés comme immeubles d'exploitation. Elle y a également mentionné les estimations cadastrales de ces derniers d'un montant de 51'755'000 fr. pour l'un et de 5'590'000 fr. pour l'autre. Elle déclare enfin un bénéfice global de 56'094'915 fr. et un capital de 1'591'209'221 fr. réparti entre les cantons de Zurich et de Neuchâtel. Il ressort des comptes qu'elle a obtenu un rendement de participations de 75'327'127 fr.
Dans la décision de taxation du 4 mars 2008, le Service cantonal des contributions du canton de Neuchâtel a imposé un capital de 9'080'000 fr. tel que déclaré et un bénéfice (rendement immobilier) corrigé de 3'287'600 fr. L'impôt cantonal sur le bénéfice a été fixé à 328'760 fr. et l'impôt communal sur le bénéfice à 328'760 fr. L'impôt cantonal et communal sur le capital a été arrêté pour chacun des deux impôts à 22'700 fr. et n'a pas été contesté.
Par décision sur réclamation du 10 juillet 2008, le Service cantonal des contributions a confirmé sur le principe la répartition directe et ramené le bénéfice imposable dans le canton de Neuchâtel à 2'470'100 fr. après correction de la provision pour impôts.
B. Par arrêt du 3 mai 2011, le Tribunal cantonal du canton de Neuchâtel a rejeté le recours déposé par la Fédération contre l'arrêt rendu le 9 septembre 2009 par le Tribunal fiscal de La Chaux-de-Fonds qui confirmait la décision sur réclamation du 10 juillet 2008 et la décision de taxation du 4 mars 2008. Il a jugé en substance que les deux immeubles de la Fédération constituaient des immeubles de placement du moment qu'ils étaient effectivement loués à la société X._. Aucune réduction pour participations ne pouvait être accordée en relation avec le revenu immobilier qui ne constituait précisément pas un revenu de participations dans le canton de situation de l'immeuble. Enfin, il n'existait en l'espèce aucune perte de répartition à mettre à charge du canton de Neuchâtel.
C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, la Fédération demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, d'annuler l'arrêt rendu le 3 mai 2011 par le Tribunal cantonal du canton de Neuchâtel et de renvoyer la cause pour nouvelle décision au sens des considérants. Elle se plaint de la violation de l'interdiction de la double imposition intercantonale et du principe de l'imposition selon la capacité contributive. Elle sollicite à titre subsidiaire l'application d'un mode de répartition par quotes-parts et une réduction pour participations dans tous les cantons dont Neuchâtel.
Le Tribunal cantonal du canton de Neuchâtel se réfère aux motifs de l'arrêt attaqué. L'Office cantonal des impôts du canton de Zurich, le Département de la justice, de la sécurité et des finances du canton de Neuchâtel ainsi que l'Administration fédérale des contributions concluent au rejet du recours.
Considérant en droit:
1. Déposé en temps utile (art. 100 al. 1 LTF) et dans les formes prescrites par la loi (art. 42 et 106 al. 2 LTF) contre une décision rendue dans une cause de droit public par un tribunal supérieur de dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF), sans qu'aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF ne soit réalisée, le présent recours, interjeté par une société coopérative qui a pris part à la procédure devant l'autorité précédente, est particulièrement atteinte par la décision attaquée et à un intérêt digne de protection à son annulation ou sa modification, est en principe recevable comme recours en matière de droit public en vertu des art. 82 ss LTF et de l'art. 73 de la loi fédérale du 14 décembre 1990 sur l'harmonisation des impôts directs des cantons et des communes (LHID; RS 642.14).
2. 2.1 En vertu de l'art. 28 al. 1 LHID, lorsqu'une société de capitaux ou une société coopérative possède 10% au moins du capital-actions ou du capital social d'une autre société ou participe pour 10% au moins au bénéfice et aux réserves d'une autre société ou possède une participation représentant une valeur vénale d'au moins un million de francs, l'impôt sur le bénéfice est réduit proportionnellement au rapport entre le rendement net des participations et le bénéfice net total. Le rendement net des participations correspond au revenu de ces participations diminué des frais de financement y relatifs et d'une contribution de 5% destinée à la couverture des frais d'administration, sous réserve de la preuve de frais d'administration effectifs inférieurs ou supérieurs à ce taux. Sont réputés frais de financement les intérêts passifs ainsi que d'autres frais économiquement assimilables à des intérêts passifs.
2.2 Le canton de Neuchâtel a adopté un régime de réduction pour participations en faveur des sociétés de capitaux et des sociétés coopératives qui résultent des art. 95 et 96 de sa loi du 21 mars 2000 sur les contributions directes (LCdir; RSNE 631.0). Le canton de Zurich en a fait de même, comme cela ressort du § 72 de sa loi du 8 juin 1997 sur les impôts (LI/ZH; RSZH 631.1). Le contenu de ces dispositions correspond à celui de l'art. 28 al. 1 LHID ainsi qu'à celui des art. 69 ss de la loi fédérale du 14 décembre 1995 sur l'impôt fédéral direct (LIFD; RS 642.11), ce qui rend le régime de réduction pour participations applicable dans tous les cantons ainsi qu'en matière d'impôt fédéral direct (X. OBERSON, Droit fiscal suisse, 3e éd., Bâle 2007, p. 230; A. WIDMER, La réduction pour participations, ("privilège holding"), Bâle 2002, p. 24; M. GRETER, Der Beteiligungsabzug im harmonisierten Gewinnsteuerrecht, Thèse Zurich 2000, p. 63).
2.3 Cet allégement a pour but d'éviter la multiple imposition économique qu'entraînerait, à son défaut, l'interposition d'une ou de plusieurs sociétés, du fait que le rendement qui découle d'une participation est déjà imposé au titre de bénéfice auprès de la société-fille et le sera également, lors de sa distribution, chez les actionnaires de la société-mère. Il consiste en une réduction de l'impôt sur le bénéfice net, qui doit être préalablement calculé sur l'ensemble des revenus de la société comme s'il s'agissait d'une imposition ordinaire. Selon la méthode choisie par le législateur fédéral, la réduction proportionnelle du montant de l'impôt s'effectue une fois établi l'impôt sur le bénéfice net (arrêt A.692/1987 du 28 avril 1989 in Archives 58 217 consid. 2a p. 220 rendu sous l'empire de l'AIFD; X. OBERSON, op. cit., p. 230; W. MAUTE, Der Beteiligungsabzug im interkantonalen Verhältnis, RF 91 p. 489; A. WIDMER, op. cit., p. 20). Ce mécanisme d'allègement constitue un système d'exemption indirecte (sur la question voir: A. WIDMER, op. cit., p. 19 s.), parce que la réduction est opérée directement sur la cote d'impôt calculée sur le bénéfice net tel qu'il résulte de l'art. 24 LHID au taux légal ordinaire sans qu'il y ait lieu au demeurant de distinguer dans ce montant la part de l'impôt qui grève les revenus de participations de celle qui grève les revenus immobiliers. Lorsque la réduction atteint ou dépasse 100% - ce qui peut se produire lorsque le revenu provenant des autres activités de l'entreprise est nul ou négatif - l'impôt sur le bénéfice est ramené à zéro. La part de réduction excédentaire est perdue; elle ne peut donner lieu à report (cf. M. GRETER, op. cit., p. 131) en l'absence de base légale à cet effet, comme il en existe une pour le report de pertes (cf. art. 25 al. 2 LHID).
2.4 Pour la période fiscale 2004, la recourante a bénéficié, dans le canton de Zurich, d'une réduction pour participations de 134.285% (rendement de participations de 75'327'127 / bénéfice global de 56'094'915) ramenant l'impôt sur le bénéfice net attribué au canton du siège, soit Zurich, à zéro. Cet aspect de l'imposition de la recourante n'est pas remis en cause par les parties.
2.5 Pour la même période fiscale 2004, considérant les immeubles situés sur son territoire comme immeubles de placement, ce qui n'est plus contesté par la recourante devant le Tribunal fédéral, le canton de Neuchâtel a imposé un rendement immobilier de 2'470'000 fr., ce qui conduit à un impôt cantonal sur le bénéfice de 247'000 fr. et à un impôt communal de 247'000 fr., soit au total à 494'000 fr.
3. Invoquant l'art. 127 al. 2 et 3 Cst., la recourante se plaint d'imposition discriminatoire de la part du canton de Neuchâtel ainsi que de la violation du principe de l'imposition selon la capacité économique.
3.1 Le principe de l'interdiction de la double imposition de l'art. 127 al. 3, 1e phr. Cst. s'oppose à ce qu'un contribuable soit concrètement soumis, par deux ou plusieurs cantons, sur le même objet, pendant la même période, à des impôts analogues (double imposition effective) ou à ce qu'un canton excède les limites de sa souveraineté fiscale et, violant des règles de conflit jurisprudentielles, prétende prélever un impôt dont la perception est de la seule compétence d'un autre canton (double imposition virtuelle).
En outre, le Tribunal fédéral a déduit de l'art. 127 al. 3, 1e phr. Cst. (art. 46 al. 2 aCst.), le principe de l'interdiction du traitement fiscal discriminatoire. Selon ce principe, un canton ne peut pas imposer plus lourdement un contribuable du fait qu'il est assujetti aux impôts dans un autre canton (ATF 137 I 145 consid. 2.2 p. 147). En d'autres termes, il est interdit à un canton d'imposer sans raison objective un contribuable qui a des domiciles fiscaux hors canton différemment ou plus lourdement qu'un contribuable qui a son domicile fiscal exclusivement dans ce canton (P. LOCHER, Einführung in das interkantonale Steuerrecht, 3e éd., Berne 2009, p. 16 s.; D. DE VRIES REILINGH, Le droit fiscal intercantonal et le droit fiscal international de la Suisse, Genève/Zurich/Bâle 2011, p. 35 n° 85 et p. 36 n° 87). Il y a en particulier imposition discriminatoire, lorsqu'un contribuable qui est assujetti à l'impôt dans plusieurs cantons est imposé sur un revenu ou un bénéfice net supérieur à son revenu ou son bénéfice net global (ATF 107 Ia 41 consid. 1a p. 42; 104 Ia 256 consid. 4 p. 260; 100 Ia 244 consid. 4a p. 251 et les références citées), ce qui serait en outre contraire au principe de l'imposition selon la capacité ancré à l'art. 127 al. 2 Cst., selon lequel les contribuables doivent supporter une charge fiscale qui correspond à leur capacité économique (ATF 137 I 145).
3.2 En l'espèce, si le siège de la recourante se situait dans le canton de Neuchâtel, où se trouvent également les immeubles de placement de la recourante, le bénéfice net imposable s'élèverait à 58'564'915 fr. (bénéfice net "attribué au canton de Zurich" + revenus immobiliers "attribués au canton de Neuchâtel") et la réduction pour participations à plus de 126 % (rendement de participations de 75'327'127 / bénéfice net imposable de 58'564'915), ce qui aurait pour effet, dans ce cas de figure, de ramener l'impôt cantonal du canton de Neuchâtel sur le bénéfice net à zéro. Il s'ensuit que le prélèvement par le canton de Neuchâtel d'un impôt sur le rendement immobilier conduit à ce que la recourante est imposée plus lourdement du simple fait qu'elle est assujettie à l'impôt dans le canton de Zurich et dans le canton de Neuchâtel. Elle paie 494'000 fr. d'impôts en plus que si elle n'était assujettie à l'impôt cantonal sur le bénéfice net que dans le seul canton de Neuchâtel. La recourante est par conséquent soumise à une imposition discriminatoire, contraire à l'art. 127 al. 3 Cst. Il n'est dans ces conditions pas nécessaire d'examiner la cause sous l'angle de l'imposition selon la capacité contributive.
3.3 L'instance précédente, les administrations fiscales des cantons de Neuchâtel et de Zurich ainsi que l'Administration fédérale des contributions considèrent toutefois que l'imposition décidée par le canton de Neuchâtel ne viole pas l'interdiction de la double imposition intercantonale, ce qu'il convient d'examiner ci-dessous.
4. Dans une première objection, les administrations fiscales soutiennent en substance que les immeubles de placement constituent un domicile fiscal spécial qui confère un droit exclusif d'imposition en faveur du canton de situation et que la recourante ne souffre en l'espèce d'aucune perte de répartition.
4.1 En matière de double imposition intercantonale, le bénéfice imposable des entreprises intercantonales est réparti par quote-part entre les établissements stables, y compris le siège, en fonction de l'importance qu'ils jouent dans son acquisition, selon la méthode directe ou indirecte (parmi d'autres auteurs, HÖHN/MÄUSLI, Interkantonales Steuerrecht, 4e éd., Berne/ Stuttgart/Vienne 2000, p. 404 ss; D. DE VRIES REILINGH, La double imposition intercantonale, Berne 2005, p. 180 ss, 189 ss et les références citées). En revanche, lorsqu'une entreprise intercantonale possède un immeuble de placement dans un canton où elle n'a ni siège ni établissement stable, le canton de situation de l'immeuble se voit attribuer le droit exclusif d'imposer les revenus provenant de cet immeuble au titre de for fiscal spécial. Cette règle de répartition objective vaut tant pour le revenu ordinaire que pour le gain d'aliénation de l'immeuble ainsi qu'en matière d'impôt sur le capital (ATF 132 I 220 consid. 3.1 p. 223 s. et les références citées).
Ces deux règles constituent des règles de conflit dites qualitatives en ce qu'elles déterminent quels éléments de revenus ou de fortune chaque canton peut imposer. A cet égard, la règle du droit exclusif d'imposition du canton de situation d'un immeuble de placement a été confirmée en maintes reprises par le Tribunal fédéral encore récemment (ATF 137 I 145 consid. 4.2 p. 150 s.). Cette règle ne doit pas être confondue avec les règles de conflit quantitatives qui définissent sur le plan intercantonal la mesure dans laquelle chaque canton peut imposer un élément de revenu ou de fortune (cf. à ce sujet, JEAN-BLAISE PASCHOUD, L'imposition des immeubles de placement en droit intercantonal, RF 39 532 ss et 583 ss, p. 536). C'est en relation avec ce dernier aspect quantitatif que la jurisprudence du Tribunal fédéral a évolué.
4.2 Dans sa jurisprudence récente en relation avec l'imposition des immeubles dans les rapports intercantonaux, le Tribunal fédéral a en effet clairement réévalué l'importance de l'interdiction de l'imposition discriminatoire et du principe de l'imposition selon la capacité contributive (ATF 137 I 145 consid. 4.2 p. 150 s. et la doctrine citée): tout en affirmant le principe de l'imposition exclusive par le canton de situation de l'immeuble de placement, il a rappelé le principe fondamental selon lequel les cantons ne sauraient imposer les contribuables sur un revenu plus important que sur celui réalisé, ce qui contraignait le canton du lieu de situation de l'immeuble à prendre en compte la situation des contribuables (entreprise ou personne privée) et leur capacité contributive. Afin d'éviter "les pertes de répartition", ce canton doit déduire du gain immobilier les pertes d'exploitation que l'entreprise a subies dans le canton de siège ou dans d'autres cantons où se trouvent des immeubles d'exploitation (ATF 131 I 249 consid. 6.3 p. 261 s.). Cette obligation de déduction a été étendue aussi bien aux immeubles privés (ATF 131 I 285 consid. 4.1 p. 290) qu'aux immeubles de placement d'une entreprise (ATF 132 I 220 consid. 5 p. 227).
4.3 Il est vrai en l'espèce que la recourante ne subit pas de pertes de répartition. Il n'y a toutefois aucune raison de limiter l'interdiction de l'imposition discriminatoire en matière de double imposition intercantonale déduite de l'art. 127 al. 3 Cst. à la seule hypothèse des pertes de répartition. La définition de l'interdiction de l'imposition discriminatoire qui résulte de la jurisprudence est plus large (cf. consid. 3.1 ci-dessus) que celle exemplative résultant de son application aux pertes de répartition sanctionnant l'imposition d'un revenu ou d'un bénéfice net supérieur au revenu ou au bénéfice net global du contribuable ayant des domiciles fiscaux dans plusieurs cantons (cf. consid. 3.2 ci-dessus). Il a par ailleurs été démontré que la recourante subit bien une imposition discriminatoire (cf. consid. 3.2 ci-dessus) qui peut être éliminée en contraignant le canton de situation de l'immeuble, le canton de Neuchâtel, à placer la recourante dans la position qui serait la sienne si elle était soumise à la souveraineté fiscale de ce seul canton et absorber le surplus de réduction pour participations inutilisé. Cette solution est aussi celle admise par la doctrine qui a examiné la question (PETER MÄUSLI, Stärkere Gewichtung des Schlechterstellungsverbotes in der neueren Rechtsprechung des Bundesgerichts, in: Entwicklungen im Steuerrecht, Michael Beusch/ISIS Ed., 2009, p. 438 ss; H. TEUSCHER/F. LOBSIGER, Steuerausscheidung bei Unternehmen, in: Interkantonales Steuerrecht, Kommentar zum schweizerischen Steuerrecht, Zweifel/Beusch/Mäusli Ed., Bâle 2011, p. 318 n° 18).
L'attribution du droit exclusif d'imposition du canton de situation de l'immeuble de placement tel qu'exigée de longue date par la jurisprudence en raison du rattachement particulièrement fort de l'immeuble au sol n'est pas remise en cause, seule la mesure dans laquelle ce canton peut imposer le revenu immobilier est corrigée. Dans le cas présent, force est d'admettre que le rapport entre rendement de participations et bénéfice net total conduit à réduire cette mesure à zéro. Tel ne sera pas toujours le cas. L'objection des administrations fiscales doit donc être rejetée.
5. Les administrations fiscales soutiennent aussi que cette solution viole l'art. 28 al. 1 LHID. Selon elles, les revenus provenant des immeubles sis sur le territoire du canton de Neuchâtel ne sont pas des rendements de participations soumis à imposition multiple, de sorte que, dans le canton de Neuchâtel, leur imposition échappe à une éventuelle réduction pour participations, conformément à la lettre de l'art. 28 LHID dont le respect, selon ces derniers, doit l'emporter, au titre de l'art. 190 Cst., sur les droits fondamentaux tirés de l'art. 127 al. 2 et 3 Cst.
5.1 En matière intercantonale, les sociétés de capitaux et les coopératives peuvent en principe se prévaloir de l'art. 28 al. 1 LHID dans tous les cantons auxquels une quote-part du bénéfice global a été attribuée en raison de l'existence d'un domicile fiscal (accessoire) secondaire (siège ou établissement stable). Selon la doctrine, elles ne peuvent en revanche se prévaloir de l'art. 28 al. 1 LHID dans un canton où elles ne disposent que d'un for fiscal (accessoire) spécial parce que les rendements immobiliers exclusivement imposables dans le canton de situation de l'immeuble ne constituent par définition pas un rendement de participations (parmi d'autres auteurs, HÖHN/MÄUSLI, Interkantonales Steuerrecht, 4e éd., Berne/Stuttgart/Vienne 2000, p. 404 ss; D. DE VRIES REILINGH, La double imposition intercantonale; Berne 2005, p. 180 ss, 189 ss et les références citées).
Cette conclusion est en principe correcte. En effet, en pareille hypothèse, il n'est pas possible de calculer dans le canton du for spécial d'imposition le rapport entre le rendement de participations, qui fait défaut par définition (de ce que l'on entend par revenus de l'immeuble de placement, qui ne constitue pas un rendement de participations), et la part du bénéfice net attribué à ce for. Par conséquent, il est exclu d'invoquer l'application directe de la réduction pour participations des art. 28 al. 1 LHID ainsi que 95 et 96 LCdir. C'est uniquement dans ce sens que l'objection des autorités intimées, qui mettent en exergue l'absence de rendement de participations dans le canton de Neuchâtel, est justifiée.
En l'espèce toutefois, l'imposition ramenée à zéro de la recourante dans le canton de Neuchâtel se fonde uniquement sur le mécanisme constitutionnel de l'art. 127 al. 3 Cst. prohibant l'imposition discriminatoire (cf. 3 ci-dessus), en aucune manière en revanche sur les art. 95 et 96 LCdir (respectivement 28 LHID), dont les conditions d'application ne sont pas réunies dans le canton de Neuchâtel. Il n'est par conséquent pas nécessaire d'examiner les développements des autorités intimées à propos de l'art. 190 Cst.
6. Il s'ensuit que le recours est admis. L'arrêt attaqué est annulé et le cause est renvoyée à l'instance précédente pour nouvelle décision au sens des considérants. Succombant, le canton de Neuchâtel, dont l'intérêt patrimonial est en cause, doit supporter un émolument judiciaire (art. 66 al. 1 et 4 LTF), n'a pas droit à des dépens et versera une indemnité de dépens à la recourante (art. 68 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis. L'arrêt attaqué est annulé et la cause est renvoyée à l'autorité précédente pour nouvelle décision au sens des considérants.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 6'000 fr., sont mis à la charge du canton de Neuchâtel.
3. Une indemnité de dépens de 6'000 fr. à charge du canton de Neuchâtel est allouée à la recourante.
4. Le présent arrêt est communiqué au mandataire de la recourante, au Service des contributions du canton de Neuchâtel, à l'Office cantonal des impôts du canton de Zurich, au Tribunal cantonal du canton de Neuchâtel et à l'Administration fédérale des contributions.
Lausanne, le 25 juillet 2012
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
Le Greffier: Dubey