Plus de profil pour la recherche quantique

La recherche quantique est actuellement l'un des domaines de recherche les plus prometteurs. Dans différents domaines, on espère, gr?ce aux principes de la mécanique quantique, des percées pionnières qui devraient déboucher sur de nouvelles applications. Il s'agit par exemple des domaines de l'informatique, des capteurs, de la communication et de la sécurité des données.

La recherche quantique revêt également une grande importance pour l'ETH Zurich. Il existe désormais un nombre considérable de chaires consacrées à la physique et aux technologies quantiques. Comme par le passé, la plupart d'entre elles sont rattachées au Département de physique. Mais les sciences quantiques jouent également un r?le de plus en plus important dans d'autres départements.

En route vers de nouveaux champs

C'est précisément l'attente d'applications possibles qui explique en grande partie pourquoi la recherche quantique prend pied dans un nombre croissant de disciplines. En effet, si l'on veut utiliser les phénomènes abstraits de la mécanique quantique pour des applications concrètes, il faut non seulement des physiciens qui étudient ces phénomènes sur le plan théorique et expérimental, mais aussi des ingénieurs qui s'occupent par exemple d'électronique, de nanofabrication, de nouveaux matériaux ou de mise à l'échelle de processus, ainsi que des informaticiens qui développent les approches de programmation nécessaires, sans lesquelles les nouvelles technologies ne peuvent absolument pas être utilisées.

"Les ingénieurs ont pour mission de transformer le savoir en technologie", explique Lukas Novotny, professeur de photonique au Département de la technologie de l'information et de l'électrotechnique. "Mais la science est en même temps poussée par les nouvelles technologies, aujourd'hui plus que jamais. Une collaboration étroite entre la physique et l'ingénierie est donc indispensable dans la recherche quantique".

Nouvelle filière d'études, nouvelles chaires

L'ETH Zurich est aujourd'hui déjà bien positionnée dans la recherche quantique, et elle continuera à développer ses activités dans les années à venir. Ainsi, la haute école a déjà lancé l'automne dernier un nouveau master en ingénierie quantique. Et dans le cadre de l'initiative ETH+ sur le thème de la recherche quantique, deux nouvelles chaires ont récemment été mises au concours dans les domaines du "Quantum Computing" au Département d'informatique et de la "Experimental Quantum Technology" en collaboration avec l'Institut Paul Scherrer.

Parallèlement, l'ETH Zurich souhaite mieux mettre en réseau les différents acteurs de ce domaine. Elle a donc créé - également dans le cadre de l'initiative ETH+ mentionnée - un nouveau "ETH Quantum Center" qui, en tant que centre de compétences, réunira les différentes disciplines à l'ETH Zurich. Au total, 28 chaires de six départements ainsi que du PSI ont déjà rejoint le nouveau centre. "Ce chiffre à lui seul illustre la diversité des compétences de l'ETH Zurich en matière de recherche quantique", explique Andreas Wallraff, professeur de physique des solides. Et Novotny d'ajouter : "L'ETH Quantum Center favorise la collaboration entre les chercheurs de différents départements et de différentes orientations. Cela nous permet d'exploiter les synergies dans le développement des technologies quantiques".

Les physiciennes et les ingénieurs électriciens ne sont pas les seuls à espérer beaucoup d'une collaboration plus étroite, les informaticiens aussi. "L'informatique quantique en est encore à ses débuts aujourd'hui", explique Kenny Paterson, professeur de cryptographie appliquée. "Mais elle a le potentiel d'avoir un impact révolutionnaire sur l'informatique. Mais cet impact ne se manifestera pleinement que par des approches multidisciplinaires". Paterson espère justement que les échanges avec les physiciens donneront des impulsions stimulantes à son propre domaine, la cryptographie.

Une présence claire à l'extérieur

Les initiateurs du nouveau centre ont particulièrement à l'esprit les perspectives à moyen terme. Le P?le de recherche national QSIT (Quantum Science and Technology) s'achèvera fin 2022 ; le nouveau "ETH Quantum Center" doit maintenant reprendre une partie de ses fonctionnalités. Une grande préoccupation est la présence à l'extérieur : "Au cours des 20 dernières années, un grand nombre d'éminents scientifiques quantiques se sont regroupés à l'ETH Zurich dans différents départements. Contrairement à d'autres universités, l'ETH n'avait jusqu'à présent pas de présence commune forte", constate Wallraff. "Pour être également per?u comme un acteur important par les autorités de recherche nationales et internationales, par l'industrie ou par les grands médias, il faut une présence claire et reconnaissable".

Concrètement, il s'agit par exemple de positionner l'ETH Zurich avec encore plus de succès lors de l'attribution de subventions européennes dans le domaine de la technologie quantique. Pour les futurs projets de collaboration avec l'industrie ou pour l'obtention de fonds de tiers, il est également utile pour l'ETH de pouvoir se présenter avec toute l'étendue de ses compétences sous l'égide du nouveau Quantum Center. "L'ETH a déjà à offrir une recherche quantique de très haut niveau et se positionnera encore plus à l'avenir comme force motrice au niveau international", est convaincu Wallraff. "Nous voulons atteindre cet objectif ensemble avec le nouveau centre".