Les technologies quantiques, un domaine en plein essor

12/05/2018
Auteurs : Michèle Leduc
Publication REE REE 2018-2
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2018-2:22858

Résumé

Les technologies quantiques, un domaine en plein essor

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	    <date dateType="Updated">Sun 15 Jul 2018</date>
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REE N°2/2018 Z 1 J ’ai souhaité placer cet éditorial sous le signe des tech- nologies quantiques car celles-ci figurent aujourd’hui parmi les thématiques scientifiques qui progressent extrêmement rapidement. Elles se sont récemment illus- trées par des réalisations encore inimaginables il y a seulement cinq ans, permettant d’espérer des retombées technologiques à plus ou moins long terme dans des domaines aussi divers que l’instrumentation pour la navigation, le calcul haute performance, la cryptographie ou la simulation des propriétés de la matière. La Chine se veut leader mondial, après un succès fortement mé- diatisé de communication quantique dans l’espace. Les Etats-Unis ne sont pas en reste puisqu’IBM fait figure de précurseur dans la course au calculateur quantique et que les GAFA suivent de très près ces derniers développements. Comment se situent la France et l’Europe dans ce contexte très évolutif ? Depuis 2017, l'Union européenne, avec des moyens qui sont certes limités, déploie le Quantum technologies flagship doté d’un milliard d’euros. Sur le plan français, les industriels Atos et Thales s’intéressent de près au domaine, épaulés par un petit nombre de laboratoires de recherche dont la compétence n’est plus à démontrer, dans le sillage des prix Nobel successifs qui sont à l’origine d’avancées majeures tant théo- riques qu’expérimentales dans le domaine de la physique quantique. Comment s’explique l’accélération brutale de ce qui peut désormais être considéré comme une discipline en soi ? Il y a cent ans, les dé- couvertes fondamentales de la mécanique quantique avaient permis la compréhension des lois de la physique à l’échelle microscopique. Les avancées technologiques qui ont suivi ont révolutionné notre vie quotidienne (le transistor et les circuits intégrés, les lasers, le GPS…). Aujourd’hui, on assiste à une seconde révolution : de nouvelles ap- plications se font jour, utilisant les concepts quantiques de super- position ou d’intrication des objets microscopiques : atomes, ions, électrons, photons, centres colorés dans les cristaux. Les grands pas en avant que nous observons aujourd’hui tiennent au fait que nous avons appris à manipuler tous ces objets à l’échelle individuelle, permettant de décupler les possibilités de réalisations nouvelles. Mais les technologies quantiques constituent un domaine qui est par essence pluridisciplinaire car elles nécessitent de faire coo- pérer des chercheurs possédant des compétences variées et complémentaires faisant appel à un large éventail de disciplines : physique, informatique, mécanique quantique, optique, microé- lectronique, sans oublier les mathématiques bien entendu. La Fédération française de sociétés scientifiques (la F2S), créée en 2009 avec trois sociétés savantes la SFP (Société française de physique), la SFO (Société française d’optique) et la SEE (Société de l’électricité, de l’électronique et des technologies de l’informa- tion et de la communication), bientôt rejointes par la SFV (Socié- té française du vide), est à même de fédérer et de promouvoir nos compétences et c’est dans cet esprit qu’elle a organisé le 11 janvier dernier à l’Ecole normale supérieure un colloque inter- national sur le thème : « Technologies quantiques : en route vers les applications »1 . La F2S avait invité pour l’occasion un certain nombre d’industriels à présenter leur vision des applications de nouvelle génération attendues dans le secteur quantique. Comme l’ont souligné les conférenciers, les applications concrètes ne sont pas toutes à attendre pour demain, en particulier s’agissant de l’ordinateur quantique qui est encore très loin d’être opération- nel. Les difficultés sont en effet multiples : problème de décohé- rence trop rapide des phénomènes d’intrication quantique, quelle que soit la solution utilisée (ions piégés ou circuits supracon- ducteurs), difficultés tenant à la taille du calculateur et à la mul- tiplication des corrections d’erreurs, etc. Aujourd’hui les qubits réalisables se comptent par dizaines, alors qu’il en faudrait des mil- liers… Les ordinateurs du futur seront peut-être simplement des hybrides classiques-quantiques. Actuellement les premières réali- sations sont plutôt des instruments destinés à la simulation quan- tique : c’est un début, mais qui suscite déjà bien des passions. Q Michèle Leduc, Directrice de recherche CNRS émérite, laboratoire Kastler-Brossel à l’ENS Ancienne Présidente de la Société Française de Physique (SFP) (2007-2010) Ancienne Présidente de la F2S (2009-2013) 1 NDLR : Un compte rendu de cette manifestation a été publié dans REE 2018-1, page 146. Les technologies quantiques, un domaine en plein essor EDITORIAL Michèle Leduc