Améliorer la visibilité de la recherche quantique

La recherche quantique a depuis longtemps cessé d'être un domaine exclusif de la physique. Le nouveau centre quantique de l'ETH Zurich a pour but de mettre en réseau encore plus étroitement les différentes compétences et activités de l'ETH Zurich dans ce domaine et de les faire connaître au public.
La traduction des résultats de la recherche quantique en applications spécifiques nécessite une étroite collaboration entre diverses disciplines. (Photo : ETH Zurich / Heidi Hostettler)

La recherche quantique est l'un des domaines de recherche actuellement les plus prometteurs. L'espoir est que les principes de la mécanique quantique déclenchent des percées pionnières dans divers domaines, menant à de nouvelles applications. Ces domaines comprennent l'informatique, la technologie des capteurs, la communication et la sécurité des données.

La recherche quantique revêt une grande importance pour l'ETH Zurich, où un nombre important de chaires étudient actuellement la physique et les technologies quantiques. Bien que le département de physique abrite toujours une majorité de scientifiques quantiques, ces dernières et derniers jouent également un rôle de plus en plus important dans d'autres départements.

Une incursion dans de nouveaux domaines

L'attente de nouvelles applications est une raison majeure pour laquelle la recherche quantique prend pied dans un nombre croissant de départements. L'exploitation des phénomènes abstraits de la mécanique quantique pour des applications spécifiques nécessite plus que des physicien·nes théoriques et expérimentales et expérimentaux. Ils et elles doivent également être rejoint·es par des ingénieur·es pour s'occuper de l'électronique, de la nanofabrication, des nouveaux matériaux ou de l'extensibilité des procédés, et par des informaticien·nes pour développer les approches de programmation nécessaires, sans lesquelles les nouvelles technologies seraient inutiles.

«Les ingénieur·es sont chargé·es de traduire les connaissances en technologie», explique Lukas Novotny, professeur de photonique au département de technologie de l'information et de génie électrique. «Mais en même temps, la science est aussi avancée par les nouvelles technologies - aujourd'hui plus que jamais. C'est pourquoi il est essentiel que la physique et les sciences de l'ingénierie collaborent à la recherche quantique».

Nouveau programme de diplôme et nouvelles chaires

Déjà bien établie pour poursuivre la recherche quantique, l'ETH Zurich prévoit d'étendre encore ses activités au cours des prochaines années. L'automne dernier, la Haute école universitaire a lancé un nouveau programme de master en ingénierie quantique. Et dans le cadre de l'initiative ETH+ sur la recherche quantique, le processus de recrutement a récemment commencé pour deux nouvelles chaires - l'une pour l'informatique quantique au département d'informatique, l'autre pour la technologie quantique expérimentale en collaboration avec l'Institut Paul Scherrer (PSI).

En même temps, l'ETH Zurich veut rapprocher les différents acteurs dans ce domaine. Pour cette raison, et dans le cadre de l'initiative ETH+, la Haute école a fondé le nouveau ETH Quantum Center, qui réunira les différentes disciplines de l'ETH Zurich sous un même toit. Au total, 28 postes de professeurs de 6 départements et du PSI ont déjà rejoint le nouveau centre. «Ces chiffres suffisent à eux seuls à illustrer la diversité des compétences de l'ETH Zurich en matière de recherche quantique», déclare Andreas Wallraff, professeur de physique des solides. Lukas Novotny ajoute : «L'ETH Quantum Center encourage la collaboration entre les chercheuses et chercheurs de différents départements et domaines spécialisés. Cela nous permet d'exploiter les synergies dans le développement des technologies quantiques».

Mais les physicien·nes et les ingénieur·es électricien·nes ne sont pas les seul·es à attendre de grandes choses d'une collaboration plus étroite : les informaticien·nes ont également de grands espoirs. «Le traitement de l'information quantique n'en est qu'à ses débuts», explique Kenny Paterson, professeur de cryptographie appliquée. «Il a le potentiel de révolutionner l'informatique, mais la seule façon de le réaliser pleinement est d'adopter une approche interdisciplinaire». En particulier dans sa discipline, la cryptographie, Kenny Paterson espère que le fait de travailler avec des physicien·nes lui permettra d'acquérir des connaissances stimulantes.

Une présence publique distincte

Les initiateurs du centre sont particulièrement tournés vers le moyen terme : avec la fermeture du Pôle de recherche national suisse en science et technologie quantiques (PRN QSIT) à la fin de l'année 2022, le nouvel ETH Quantum Center est désormais prêt à reprendre certaines de ses fonctions. L'une de ses priorités est de se forger une présence publique : «Au cours des 20 dernières années, de nombreuses et nombreux scientifiques quantiques d'exception se sont réuni·es dans différents départements de l'ETH Zurich. Contrairement à d'autres Hautes écoles, leur présence collective à l'ETH Zurich a jusqu'à présent été plutôt discrète», explique Andreas Wallraff. «Si nous voulons être considéré·es comme un acteur majeur dans ce domaine par les autorités de recherche nationales et internationales, l'industrie et les médias grand public, nous avons besoin d'une présence commune distincte et reconnaissable».

Un exemple concret de cela est de positionner l'ETH Zurich pour qu'elle réussisse encore mieux à obtenir un financement européen pour poursuivre la technologie quantique. Et lorsqu'il s'agira de futurs projets de collaboration avec l'industrie ou de collecte de fonds auprès de tiers, l'ETH Zurich tirera profit de la possibilité de présenter toute l'étendue de son expertise sous l'égide du nouvel ETH Quantum Center. «L'ETH Zurich propose déjà une recherche quantique de premier ordre et se positionnera à l'avenir comme une force motrice encore plus puissante au niveau mondial», déclare Andreas Wallraff. «Nous voulons travailler ensemble avec le nouveau centre pour atteindre cet objectif.»