Faits:
A. Par décision du 10 juin 2010, le Service de l'industrie, du commerce et du travail du Département de l'économie, de l'énergie et du territoire du canton du Valais a adressé à la Société Y._ SA un rappel de la part du canton prélevée sur le produit net des jeux d'un montant de *** fr., équivalant à 3% de la différence entre le produit net des jeux théorique (calculé uniquement avec le taux de base de l'impôt sur le produit brut des jeux) et le produit net des jeux effectif (tenant compte des allègements fiscaux accordés à Y._ sur l'impôt sur le produit brut des jeux ou impôt sur les maisons de jeu en tant que tributaire du tourisme saisonnier et pour investissements dans des projets d'utilité publique).
B. Par arrêt du 29 octobre 2010, le Tribunal cantonal du canton du Valais a admis le recours déposé par Y._ contre la décision du 10 juin 2010. A son avis, il résultait de la convention du 16 avril/16 juin 2003 entre l'Etat du Valais et Y._ que l'assiette de l'impôt cantonal sur le produit net des jeux reposait bien sur le produit net théorique.
C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, l'Etat du Valais demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, d'annuler l'arrêt rendu le 29 octobre 2010 par le Tribunal cantonal du canton du Valais et de condamner Y._ à payer la somme de *** fr.
Le Tribunal cantonal renonce à déposer des observations. Y._ conclut au rejet du recours dans la mesure où il est recevable.

Considérant en droit:
1. 1.1 L'arrêt attaqué est une décision finale (<ref-law>) rendue par une autorité judiciaire supérieure de dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d et 2 LTF) dans une cause de droit public (<ref-law>) qui ne tombe sous aucune des exceptions prévues par l'<ref-law>. Par conséquent le recours en matière de droit public est en principe recevable, pour autant que le canton du Valais ait qualité pour recourir.
1.2 Le Tribunal fédéral examine d'office sa compétence (<ref-law>). Il contrôle donc librement la recevabilité des recours qui sont déposés devant lui (<ref-ruling> consid. 1 p. 43). Conformément à l'art. 42 al. 1 et 2 LTF, dans la mesure où elles ne sont pas immédiatement données, la partie recourante doit exposer en quoi les conditions de recevabilité sont réunies, en particulier en quoi elle a qualité pour recourir, sous peine d'irrecevabilité. Il n'appartient pas au Tribunal fédéral de rechercher dans les actes du dossier si et dans quelle mesure la partie recourante dispose de la qualité pour recourir (<ref-ruling> consid. 1 p. 356 et les références citées).
2. 2.1 D'après l'art. 40 de la loi fédérale du 18 décembre 1998 sur les jeux de hasard et les maisons de jeu (Loi sur les maisons de jeu, LMJ; RS 935.52), la Confédération perçoit un impôt sur le produit brut des jeux (impôt sur les maisons de jeu) qui est constitué par la différence entre les mises des joueurs et les gains qui leur sont versés. Les taux de l'impôt sont de 40 % au minimum et de 80 % au maximum (art. 41 al. 3 LMJ). Pendant les quatre premières années d'exploitation de la maison de jeu, le Conseil fédéral peut abaisser le taux de l'impôt jusqu'à 20 %. (art. 41 al. 4, 1ère phr., LMJ). D'après l'art. 42 LMJ, le Conseil fédéral peut réduire d'un quart au plus le taux de l'impôt fixé en vertu de l'art. 41 pour les casinos si les bénéfices de la maison de jeu sont investis pour l'essentiel dans des projets d'intérêt général pour la région, en particulier en vue d'encourager des activités culturelles, ou dans des projets d'utilité publique. Il peut réduire le taux de l'impôt d'un tiers au plus si le casino est implanté dans une région dépendant d'une activité touristique saisonnière. Le canton peut prélever un impôt de même nature (art. 43 al. 1 LMJ a contrario).
2.2 L'objet du présent recours concerne la part du produit net des jeux que Y._ doit verser à l'Etat du Valais. Cette part doit être distinguée de l'impôt cantonal sur le produit brut des jeux (art. 2 al. 2 et art. 4 de la loi d'application cantonale du 6 février 2001 de la loi fédérale sur les jeux de hasard et les maisons de jeu [LcLMJ; RSVS 935.52]). Comme aucune loi fédérale n'accorde de droit de recours au canton du Valais en la matière (art. 89 al. 2 let. d LTF), la qualité pour recourir de ce dernier ne peut par conséquent résulter que de l'<ref-law>.
2.3 D'après les conditions prévues par l'<ref-law>, a qualité pour former un recours en matière de droit public quiconque a pris part à la procédure devant l'autorité précédente ou a été privé de la possibilité de le faire (let. a), est particulièrement atteint par la décision ou l'acte normatif attaqué (let. b) et a un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (let. c). A l'origine, cette disposition a été prévue pour des particuliers. Cependant, une collectivité publique peut fonder sa qualité pour recourir sur l'<ref-law> si l'acte attaqué l'atteint de la même manière qu'un particulier ou de façon analogue, dans sa situation matérielle (patrimoine administratif ou financier) ou juridique et qu'elle a un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (<ref-ruling> consid. 2.3 p. 385 s. et les références citées).
2.4 En l'espèce, l'instance précédente a qualifié la convention du 16 avril/16 juin 2003 entre l'Etat du Valais et Y._ de contrat de droit administratif. La qualité de partie à la convention de l'Etat du Valais ne signifie pas encore qu'il est touché comme un particulier par l'arrêt attaqué. Il résulte du droit cantonal en matière de maisons de jeu que le Conseil d'Etat est, notamment, chargé de la délivrance de l'agrément cantonal relatif à la concession d'implantation de ces dernières (art. 1 al. 2 LcLMJ). L'agrément cantonal est délivré si la commune d'implantation ne s'y oppose pas, si le requérant s'engage à verser à l'Etat une part du produit net des jeux dont le montant est laissé à l'appréciation du Conseil d'Etat et s'il participe au programme de mesures de sécurité et de mesures sociales arrêté par le Conseil d'Etat, dans le cadre des exigences définies par le Conseil fédéral (art. 2 al. 2 LcLMJ). L'agrément cantonal constitue ainsi une condition nécessaire pour l'implantation d'une maison de jeu dans le canton du Valais et n'est délivré que si le requérant s'engage à verser une part du produit net des jeux au canton, ce que Y._ s'est engagée à faire le 27 novembre 2001, soit avant de passer la convention du 16 avril/16 juin 2003. Dite convention, qui a pour seul but de régler tous les points relatifs à la part de 3% du produit net des jeux revenant au canton, s'inscrit dans ce contexte et ne modifie pas la position du canton du Valais, qui a fait usage de ses prérogatives de puissance publique en signant cette dernière. Il s'ensuit qu'il n'est pas touché de la même manière qu'un particulier eu égard à l'<ref-law>.
2.5 La collectivité publique peut aussi fonder sa qualité pour recourir sur l'<ref-law> lorsqu'elle est touchée dans ses prérogatives de puissance publique («hoheitlichen Befugnissen berührt») et qu'elle dispose d'un intérêt public propre digne de protection à l'annulation ou à la modification de l'acte attaqué. Tel peut être le cas en présence d'intérêts patrimoniaux d'importance. Lorsqu'il est porté atteinte à ses intérêts spécifiques propres, la collectivité publique peut se voir reconnaître la qualité pour recourir, pour autant qu'elle soit touchée de manière qualifiée. En pareil cas, la qualité pour recourir d'une collectivité publique fondée sur la clause générale de l'<ref-law> ne doit être admise que de manière restrictive. Ni l'intérêt général à l'application correcte du droit ni un simple intérêt financier de la collectivité publique, qui n'est pas spécialement et directement lié à l'accomplissement d'une tâche publique, ne suffisent à lui conférer la qualité pour recourir (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 386 s. et les références citées).
2.6 En l'espèce, la part du produit net des jeux résultant de l'exploitation des maisons de jeu est affectée à des projets d'intérêt général ou d'utilité publique (art. 3 LcLMJ), ce qui peut avoir pour effet de soulager la collectivité publique. Toutefois, comme cette part ne peut être affectée à l'exécution d'obligations légales incombant aux pouvoirs publics (art. 7 de l'ordonnance du 16 avril 2003 concernant la répartition de la part du produit des jeux résultant de l'exploitation des maisons de jeu [OLcLMJ; RSVS 935.520]), on ne saurait considérer que le canton est spécialement touché dans ses intérêts de puissance publique, d'autant moins que la part du revenu net des jeux revenant annuellement au canton ne constitue pas un intérêt patrimonial d'importance pour lui.
2.7 Il s'ensuit que le canton du Valais ne dispose pas d'un intérêt qualifié digne de protection au sens de l'<ref-law>. Il n'a donc pas qualité pour recourir. Par conséquent, le recours en matière de droit public est irrecevable.
3. L'Etat du Valais ayant agi dans l'exercice de ses attributions officielles et dans le but de recevoir un montant, ce qui met son intérêt patrimonial en cause (<ref-law>; cf. Bernard Corboz, Commentaire romand de la LTF, Berne 2009, n° 29 ad <ref-law>) est condamné à payer les frais de la procédure fédérale. Il versera en outre une indemnité de dépens à Y._ qui a obtenu gain de cause avec l'aide d'un mandataire professionnel (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est irrecevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge de l'Etat du Valais.
3. L'Etat du Valais versera une indemnité de dépens de 2'000 fr. à la Société Y._ SA.
4. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties, au Service de l'industrie, du commerce et du travail et à la Cour de droit public du Tribunal cantonal du canton du Valais.
Lausanne, le 28 mars 2011
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Zünd Dubey