Recherche quantique en réseau

Après douze ans, Klaus Ensslin, professeur de physique des solides à l'ETH et directeur du P?le de recherche national Quantum Science and Technology (NCCR QSIT), qui vient de s'achever, dresse un bilan positif : "Nous avons réalisé des percées importantes dans de nombreux domaines et, dans la recherche quantique, nous en sommes aujourd'hui à un tout autre point qu'au début."Aujourd'hui, les chercheurs parviennent de mieux en mieux à combiner des objets quantiques en systèmes complexes, explique Ensslin. "Cela nous rapproche par exemple beaucoup de l'objectif de construire des ordinateurs quantiques".

Après l'achèvement du NCCR QSIT, il s'agit maintenant de faire progresser la recherche quantique afin que la Suisse puisse maintenir sa bonne position dans ce domaine. La recherche quantique suscite de grands espoirs dans le monde entier ; en conséquence, des sommes importantes sont investies aussi bien par les autorités nationales de recherche que par les entreprises du monde entier. C'est pourquoi l'ETH Zurich a créé en 2021 le Quantum Center, auquel 34 chaires de six départements de l'ETH ont jusqu'à présent adhéré. "Le centre doit rendre la recherche quantique de l'ETH Zurich visible à l'extérieur", explique le professeur de l'ETH Andreas Wallraff, directeur fondateur du Quantum Center. "En même temps, il doit aussi intensifier les échanges internes".

La mise en place d'une structure transversale est nécessaire parce que la recherche quantique n'est plus depuis longtemps un domaine exclusif de la physique. Si l'on veut par exemple construire des ordinateurs performants avec des objets quantiques, il faut relier entre eux un grand nombre de ces objets. Pour cela, il faut non seulement les connaissances des physiciens, mais aussi l'expertise des ingénieurs et des informaticiens.

Au niveau national, la nouvelle Swiss Quantum Initiative vise à assurer la cohésion et l'échange entre les chercheurs. "L'initiative donne en outre plus de poids à la recherche quantique dans l'agenda national de la recherche", explique le professeur de l'ETH Jonathan Home, membre de la Commission quantique suisse de l'Académie des sciences naturelles et codirecteur du Quantum Center. "Comme la Suisse n'est plus membre associé du programme-cadre de recherche Horizon de l'UE, les chercheurs suisses ne peuvent plus participer au programme phare Quantum de l'UE. Dans le cadre d'une mesure transitoire, la Confédération suisse a donc chargé le Fonds national suisse de lancer un "Quantum Transitional Call". Des fonds seront ainsi mis à disposition dans le domaine de la recherche quantique, qui auraient autrement pu être demandés auprès du programme phare Quantum.

Une filière d'études exemplaire

L'ETH Zurich ne s'arrête pas aux réseaux et aux centres. Elle met également l'accent sur l'enseignement et l'infrastructure. Il y a quatre ans déjà, elle a lancé une filière de master spécialisée "Quantum Engineering", à laquelle 30 à 40 candidats sont admis chaque année. Cette filière est très appréciée, car les étudiants peuvent collaborer étroitement avec un groupe de recherche dès le niveau d'études master. Le succès de ce modèle a inspiré d'autres hautes écoles à proposer des cursus comparables.

Enfin, les travaux de construction d'un b?timent de physique précurseur ont commencé sur le campus du H?nggerberg. Des expériences quantiques hautement sensibles pourront y être menées à partir de 2029, profondément sous le sol. Gr?ce à une technique de construction sophistiquée, les laboratoires seront parfaitement protégés des vibrations externes, des champs électromagnétiques et des variations de température.