Physique quantique Un milliard investi en physique quantique

L'Union européenne (UE) va investir un milliard d'euros ces dix prochaines années pour la recherche sur les technologies quantiques. Lancé lundi à Vienne, le projet Quantum Flagship comporte une forte participation suisse.

Après le Human Brain Project et le Graphene Flagship, il s'agit du troisième grand programme de recherche européen visant à développer les technologies du futur ("Future and Emerging Technologies"). Plus de 5000 chercheurs y participeront.

Sur 141 projets proposés, 20 ont été retenus pour la première période 2018-2021, se partageant 132 millions d'euros (140 millions de francs). L'EPFZ (6 projets), les universités de Genève (3), Bâle (3) et Neuchâtel avec le CSEM (1) figurent parmi les lauréats.

Cryptographie quantique

Pour l'Université de Genève (UNIGE), le fait que trois de ces projets sélectionnés proviennent de ses laboratoires est une marque de reconnaissance de l'alma mater genevoise, "pionnière et leader depuis plus de vingt ans dans le domaine quantique".

Le premier projet genevois retenu est le "Quantum Random Number Generation". Il se penche sur l'utilisation des nombres aléatoires quantiques pour des applications de l'Internet, la cryptographie et le calcul des hautes performances. L'idée est d'assurer une sécurité maximale des transactions sur la toile.

Le deuxième projet, coordonné par l'Université de Delft, aux Pays-Bas, ambitionne de mettre sur pied un réseau quantique de télécommunication à grande échelle. L'un des défis sera d'arriver à pouvoir répéter le signal quantique sur de longues distances, grâce au développement de mémoires et de répéteurs quantiques.

Coordination suisse

Enfin, le troisième projet impliquant l'UNIGE est le "Quantum Flagship Coordination and Support Action". Son objectif est de coordonner tous les acteurs du programme, que ce soit les Etats, les chercheurs ou les milieux industriels. Il s'agira aussi de former une main-d'oeuvre qui sera sensible aux questions quantiques.

Le Centre suisse d'électronique et de microtechnique (CSEM) coordonne également un des projets retenus, qui réunit quatorze partenaires industriels et académiques, dont les universités de Bâle et Neuchâtel. Baptisé "macQsimal", il vise à développer une nouvelle génération de capteurs.

Les capteurs quantiques promettent d'augmenter considérablement les performances des appareils électroniques grand public, des dispositifs médicaux ou des objets connectés, écrit le CSEM dans un communiqué. Ils pourraient offrir des opportunités complètement nouvelles, encore insoupçonnables.

Dotée d'une sensibilité exceptionnelle, ces capteurs permettront de mesurer cinq données physiques-clés: le temps, le mouvement de rotation, les champs magnétique et électrique et la concentration de gaz. Ils serviront de base au développement de prototypes pour des applications dans la navigation autonome, le diagnostic médical non invasif ou encore la détection de substances chimiques.

Cinq domaines

L'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) et l'Université de Bâle participent également à un projet dans le domaine des capteurs, baptisé "AsteriQs". L'idée est d'étudier les propriétés quantiques de diamants très purs pour des applications dans des systèmes de mesure de température ou de champs électromagnétiques.

Les vingt projets retenus s'articulent en cinq domaines: recherche fondamentale, communication quantique, capteurs quantiques et métrologie, calculateurs quantiques et simulations quantiques.

La première révolution quantique a donné naissance à des technologies telles que les transistors et les lasers. Sans ces derniers, les ordinateurs, les téléphones mobiles et Internet auraient été inimaginables. Aujourd'hui, grâce à la possibilité de manipuler les propriétés quantiques fondamentales des systèmes et des matériaux, un nouveau tournant majeur se profile.

Une course mondiale est lancée pour maîtriser cette nouvelle technologie et réaliser des progrès décisifs dans des secteurs comme la santé, la sécurité, les transports, l'énergie ou les sciences environnementales.

L'initiative "FET Flagship on Quantum Technologies" de la Commission européenne vise à positionner le continent à l'avant-garde de ce mouvement.