France 2030 : le projet QuanTEdu-France sélectionné !

Thomas Durt, enseignant-chercheur en physique quantique

Une présentation du projet QuanTEdu-France ?
 

QuanTEdu-France est axé sur l’enseignement et la formation en physique quantique plus que sur la recherche. Il vise aussi à créer des synergies entre les acteurs.

Le financement de l’AMI va nous permettre de réaliser la quasi-totalité de notre projet : impulser des mobilités étudiantes, proposer des cours à distance, superviser une thèse de doctorat, doter la plate-forme photonique de « kits » quantiques de haut niveau (intrication entre paires de photons, interférences à photons uniques, etc.), organiser des écoles d’été, etc. Nous allons aussi créer de nouveaux enseignements au sein de l’École, qui seront mutualisés avec les cours de formation doctorale.

Au sein du « hub » Grand Sud, le projet regroupe des partenaires académiques de Marseille (Centrale Marseille et Aix-Marseille Université), Nice, Montpellier, Toulouse et Bordeaux. La France compte trois autres hubs : Paris-Sud, Paris-Centre et Grenoble. Reliés à ces grands pôles, des sites satellites plus petits constellent tout le territoire hexagonal.

La recherche quantique n’est pas absente dans les villes du Grand Sud, mais elle est plus éclatée que dans les autres hubs du pays, pour des raisons liées à la dispersion géographique des établissements de recherche : couvrant le territoire de Nice à Bordeaux, le hub Grand Sud est ainsi surnommé « la banane ».
 

Quels sont vos domaines de recherche ?
 

Mes travaux portent sur l’optique quantique, l’information quantique et les fondements de la théorie quantique. Ils s’inscrivent naturellement dans le Grand Plan Quantique France 2030. Sur notre territoire local, ce plan s’adresse aussi à des chercheurs en spintronique, métrologie quantique, nanophysique ou informatique quantique. Nice, où l’École se déploie, possède une forte composante en optique quantique.
 

Quel rapport entre le quantique et « l’industrie du futur » ?
 

La loi de Moore, selon laquelle la taille des microprocesseurs et des circuits intégrés diminue exponentiellement avec le temps, nous amènera bientôt à développer des composants électroniques à l’échelle de l’Angström, en lieu et place de l’échelle nano que nous connaissons aujourd’hui. Les effets quantiques seront alors incontournables.

Par ailleurs, certains aspects étranges de la physique quantique (comme l’intrication qui implique des corrélations à longue distance d’un type entièrement nouveau, impossibles à comprendre classiquement) ont trouvé des implications nouvelles dans divers domaines, tels que la cryptographie, l’informatique et les communications.
 

Comment expliquez-vous l’engouement actuel autour des sciences quantiques ?
 

Le quantique est certes dans l’air du temps. Il existe une part de mystère : personne ne comprend véritablement le sens profond de la théorie qui se traduit de manière élégante au niveau mathématique, mais défie souvent l’intuition classique. En outre, les technologies actuelles font largement appel au quantique : GPS, internet, semi-conducteurs, lasers, téléphonie mobile, entre autres. Enfin, les aspects étranges, tels que l’intrication, sont fascinants.
 

Aux dithyrambes, vous préférez toutefois la prudence... 
 

Les technologies quantiques suscitent beaucoup d’espoir. La littérature officielle et médiatique est aussi enthousiaste que confiante dans les chances de succès du futur ordinateur quantique, en particulier, mais je ne suis pas certain que les résultats qui sont annoncés çà et là seront atteints... Je suis même assez sceptique en raison d’un gros problème qui s’appelle la décohérence [ndlr : les qubits sont très instables. Toute variation environnementale (champ magnétique, température, vibration, interaction non contrôlée entre les qubits) peut leur faire perdre leurs propriétés quantiques. La décohérence est donc source d’erreurs dans les calculs effectués par un ordinateur quantique. En outre, elle augmente lorsque l’intrication entre le système quantique et l’environnement croît également.]

Pour autant, je pense que, dans ce genre de programme, la sérendipité joue un rôle important. Je pense aussi que nous devons rester modestes dans nos annonces, car il est difficile d’affirmer ce que nous ferons dans cinq ans, par exemple. Différents prix Nobel s’y sont essayés. En vain.

Ce qui est important, c’est de donner aux chercheurs les moyens de conduire leurs recherches et d’explorer les frontières des connaissances actuelles.
 

Quelle est la part de sérendipité dans les découvertes scientifiques ?
 

Beaucoup d’inventions sont le fruit du hasard : elles ont été découvertes alors que nul ne les cherchait. Cette sérendipité peut donner des résultats inattendus, surprenants, voire miraculeux.

Par exemple, les scientifiques qui travaillaient sur l’ordinateur photonique – qui, après avoir suscité beaucoup de rêves, a finalement été abandonné – ont développé des techniques qui se sont avérées fort utiles lorsque la fibre optique a été inventée quelques années plus tard, notamment pour développer des réseaux fibrés de communication, à l’origine du web et de la société de l’information actuelle.

En septembre 2021, Thomas Durt a organisé une école d’été thématique à Peyresq (Alpes de Haute-Provence), cofinancée par le CNRS, sur la seconde révolution quantique :

• https://qrevolutions21.sciencesconf.org

• École d'été sur la 2nde révolution quantique (2021)