Quantique : des avancées scientifiques majeures soutenues par la Fondation
La physique quantique, dont on célèbre cette année les cent ans, a permis des avancées considérables et ouvert la voie à des technologies de pointe. Pourtant son potentiel est encore loin d’être exploité. De la recherche à l’innovation, découvre comment l’École polytechnique se positionne à l’avant-garde de ce domaine en pleine effervescence et comment la Fondation de l’X accompagne cette dynamique grâce à sa campagne « Servir la science ».
Laser, transistor, GPS, imagerie médicale… Nombreuses sont les innovations technologiques que nous devons à la physique quantique et qui font désormais partie de notre quotidien. Loin d’avoir livré tous ses mystères, le quantique promet de transformer encore davantage le monde dans les années à venir.
Une seconde révolution quantique en marche
Reposant sur l’exploitation des phénomènes comme l’intrication ou la mesure quantiques à un niveau beaucoup plus fin, la seconde révolution qui se profile devrait ouvrir la voie à une nouvelle ère de technologies innovantes en calcul, métrologie ou encore en cryptographie. Elle constitue donc un enjeu stratégique mondial, impactant aussi bien la recherche fondamentale que les applications sociétales et industrielles.
Forte d’une longue tradition d’excellence scientifique dans ce domaine, l’École polytechnique entend continuer à jouer tout son rôle dans cette seconde révolution. De la recherche fondamentale à la formation des futurs experts, l’X s’engage pour faire progresser la science et l’innovation quantique. Au sein de ses laboratoires, elle développe des projets de pointe et compte parmi son corps professoral des grands noms du domaine, à l’instar d’Alain Aspect dont les découvertes sur l’intrication quantique ont été récompensées par le prix Nobel de physique en 2022.
Aujourd’hui, une nouvelle génération de scientifiques et d’entrepreneurs émerge de cet écosystème. Quandela qui développe un ordinateur quantique optique complet, Alice & Bob, spécialiste des « qubits de chat de Schrödinger », qui vient de lever 100 millions d’euros, Pasqal, leader mondial de l’informatique quantique à atomes neutres… Ces start-up fondées par des alumni de l’X sont devenues incontournables et contribuent activement au développement des technologies quantiques en France et à l’international.
Une recherche de pointe adossée à un enseignement d’excellence
Au sein de l’Institut Polytechnique de Paris, cinq laboratoires de l’École polytechnique et deux laboratoires de Télécom Paris et Télécom SudParis sont engagés dans la recherche dans le domaine du quantique. Ce sont ainsi plus de 100 chercheurs permanents et autant de doctorants et postdoctorants qui font avancer les connaissances autour de 5 thèmes prioritaires :
- la métrologie quantique ;
- les communications quantiques ;
- l’informatique quantique numérique ;
- la simulation quantique ;
- les matériaux quantiques.
Les recherches menées au sein de ces laboratoires donnent lieu à des partenariats structurants en France avec le CNRS, l’Inria ou le CEA, et également en Europe (IP Paris est membre du réseau Quantum Secure Networks Partnership) et à l’étranger avec des institutions prestigieuses comme le MIT, Columbia ou encore l’université de Tokyo.
Pour continuer à former les leaders du quantique, l’École polytechnique propose à ses étudiants une formation d’excellence adossée à la recherche. Ces dernières années, elle a considérablement renforcé son offre de formation en créant deux programmes de spécialisation du cycle ingénieur, plusieurs nouveaux parcours de master et un parcours doctoral en sciences et technologies quantiques. Avec ses infrastructures de pointe et ses enseignants-chercheurs de renommée internationale, l’X offre un environnement particulièrement stimulant et propice aux avancées scientifiques.
“L’École polytechnique entend
continuer à jouer tout son rôle
dans cette seconde révolution quantique.”
Des projets soutenus par la campagne « Servir la science »
Parmi les projets précurseurs développés à l’École polytechnique, trois sont soutenus par les donateurs dans le cadre de la campagne « Servir la science ». Recrutés en 2017 pour créer un nouveau groupe de recherche, Landry Bretheau (X05) et Jean-Damien Pillet (ENS Ulm 2005) explorent la physique des circuits quantiques hybrides avec le projet « Circuits QuantX ». À travers des expériences alliant nanofabrication en salle blanche et mesures d’électronique quantique à des températures cryogéniques, ils conçoivent des architectures hybrides combinant des circuits supraconducteurs et des conducteurs de basse dimension, afin d’isoler de nouveaux états électroniques et de manipuler leurs états quantiques de manière cohérente. Outre leur intérêt fondamental, leurs recherches ont un potentiel d’applicabilité très élevé et pourraient révolutionner le traitement quantique de l’information, la détection et la simulation quantiques.
Arrivé plus récemment à l’École polytechnique et formé aux États-Unis et au Canada, Gaël Grissonnanche apporte une expertise en matériaux quantiques, tels que les supraconducteurs, qui ont le potentiel de transformer la société et de révolutionner des domaines comme ceux de l’énergie, des transports ou de l’information. Pour élucider les mystères de la supraconductivité et percer les secrets du comportement des électrons dans les matériaux quantiques, il construit une équipe de haut niveau grâce au soutien de la Fondation. Son laboratoire, équipé d’instruments de pointe récemment acquis, lui permet de mener des expériences uniques au monde, dans des conditions extrêmes de champs magnétiques intenses et de températures proches du zéro absolu.
La philanthropie permet aussi de soutenir les travaux d’Hamed Merdji (D98), directeur de recherche à l’X et responsable de l’équipe Quantum Harmonics. Son projet « X-Quant », qui réunit les meilleurs chercheurs en photonique et en matériaux quantiques, vise à produire une nouvelle source de lumière quantique. En utilisant des lasers femtosecondes, Hamed et son équipe sont parvenus à obtenir des sources de lumière extrêmement brèves permettant de lutter contre le phénomène de décohérence. Pour tester ces nouveaux concepts, ils mettent en place une plateforme dédiée. De manière globale, leurs recherches devraient permettre de répondre à des problématiques dans le domaine de l’information quantique.
Si tu souhaites soutenir la recherche menée à l’École polytechnique, tu peux faire un don à la Fondation de l’X en scannant ce QR code :
Les cinq laboratoires d’IP Paris engagés dans le quantique
Le Centre de physique théorique (CPHT), le Laboratoire d’informatique (LIX), le Laboratoire de physique de la matière condensée (LPMC), le Laboratoire des solides irradiés (LSI) et le Laboratoire d’optique appliquée (LOA), ainsi que les Laboratoires traitement et communication de l’information (LTCI – Télécom Paris) et Samovar (Télécom SudParis).
