L'EPFL investit dans la science et la technologie quantiques
L'expérience IBM Q en cours sur une tablette chez IBM Research (Crédit: Connie Zhou pour IBM)
Persuadé que la science et la technologie quantiques sont un domaine de recherche stratégique à développer et à renforcer, l'Institut de Physique de l'EPFL se plonge résolument dans ce domaine avec deux postes de recherche, un cours en Master et un partenariat avec IBM et sa plate-forme de pointe d'ordinateur quantique.
Tout indique que l'avenir devrait faire une place à des technologies de rupture fondées sur l'univers mystérieux de la mécanique quantique. En exploitant les propriétés du monde quantique, on se prépare à mettre en œuvre des technologies qui paraissent relever de la science-fiction, telles que les communications quantiques basées sur la lumière, la cryptographie quantique inviolable et les ordinateurs quantiques, un million de fois plus rapides que les ordinateurs actuels les plus performants.
L'Europe est déjà largement engagée dans ce qu'on abrège comme «QST» - Quantum Science and Technology, avec son FET Flagship on Quantum Technologies, tandis que la Suisse développe son propre projet, financé par la Confédération, NCCR-QSIT.
L'Institut de Physique de l'EPFL (IPHYS) vient de renforcer ses propres efforts en QST, particulièrement en science quantique théorique. L'institut a récemment lancé un appel à candidatures pour un poste de professeur en QST, le comité de sélection étant en train de planifier les entretiens pour sélectionner l'un des candidats présélectionnés, en avril. «L'ouverture d'un second poste en QST se situe tout en haut de notre liste de priorités», souligne le directeur d'IPHYS, Harald Brune. «Nous le proposerons dès que possible.»
En plus de son travail de recherche en QST, l'enseignement en QST à l'EPFL jouit d'une grande visibilité. Le Dr Marc-André Dupertuis, chercheur auprès de deux laboratoires d'IPHYS, donne un cours de Master en optique quantique et en information quantique depuis 2013. Le cours a vu le jour grâce aux efforts de Dupertuis et de son assistant Clément Javerzac-Glay, et représente un engagement majeur de l'EPFL pour se poser en leader de l'avenir de la QST.
Cette vision semble partagée par IBM, un pionnier de l'industrie dans ce domaine. En 2016, le géant technologique a lancé «the IBM Quantum Experience (QX)», une plate-forme sous forme de cloud sur laquelle les étudiants et les chercheurs peuvent apprendre, chercher et interagir avec un vrai ordinateur quantique, situé dans un laboratoire de recherche d'IBM: il suffit d'une simple connexion internet et d'un navigateur. En 2017, IBM a choisi l'EPFL, aux côtés du MIT et de l'Université de Waterloo, pour être l'une des premières institutions dans le monde à utiliser un ordinateur quantique dans l'enseignement.
Comme partenaire de l'initiative d'enseignement en QST, IBM a rendu la plate-forme QX accessible aux doctorants qui suivent le cours de Dupertuis. «Nous utilisons l'Expérience Q d'IBM dans le cadre de notre classe d'information quantique», dit Clément Javerzac-Galy. «Pour les étudiants, il est fascinant d'appartenir à la première génération qui utilise une machine quantique, et c'est un outil extraordinaire pour accélérer l’apprentissage en information quantique. Vous pouvez désormais mettre en pratique sur une vraie machine des choses qu’on ne pouvait jusqu’ici qu’apprendre en théorie.»
Les doctorants de l'EPFL utilisant la plateforme d'IBM Q Experience (Crédit: EPFL)
En reconnaissance de l'effort de l'EPFL dans l'enseignement des QST, IBM a marqué l'événement par un long tweet: «Cela montre que l'EPFL constitue déjà une institution de pointe dans le monde pour l'enseignement dans ce domaine,» réagit Harald Brune. Aujourd'hui, la communauté QX compte environ 80'000 utilisateurs, qui effectuent 3 million d'expériences quantiques, et plus de 35 publications de recherche externes, tandis que les utilisateurs peuvent remporter trois distinctions différentes.
«Cette année, nous aurons le privilège d’avoir la possibilité de faire des calculs avec 20 bits quantiques, contre 5 l'année passée,» dit Marc-André Dupertuis. «En plus, cette année, la communauté QX s'attend à dépasser la limite de «suprématie quantique» de l'informatique quantique: un ordinateur quantique atteindra pour la première fois au minimum un résultat qui aurait été impensable à obtenir avec un ordinateur conventionnel. »