L'Usine Nouvelle. Vos travaux de recherche vous valent cette année la médaille d’or du CNRS. Sur quoi portent-ils ?
Jean Dalibard. J’ai débuté dans les années 1980. A l’époque, personne ne parlait de simulation quantique. Nous nous intéressions à la possibilité de manipuler des atomes avec des lasers, qui avaient été inventés dans les années 1960-70. Nous avons commencé par pousser les atomes, puis nous avons essayé de les refroidir : de baisser leur vitesse, diminuer leur agitation, donc leur température. A cette époque, le grand jeu était de réussir à rendre des atomes individuels les plus froids possible, jusqu’à les piéger. Car quand les atomes bougent peu, on peut les observer longtemps et faire des mesures très précises sur leur état. La motivation initiale était donc métrologique, et elle a abouti, notamment sous l'impulsion de Christophe Salomon, à l’horloge à atomes froids, qui fournit une bien meilleure définition du temps. Est venue ensuite la mesure de l’espace. En observant comment les atomes tombent, on peut mesurer la gravitation, et en comprenant comment ils sont sensibles à une rotation de leur environnement, pour mettre au point des gyromètres.
C’est à partir de ces travaux que vous vous êtes intéressé à la simulation quantique ?
Une fois que nous sommes parvenus à piéger des atomes uniques, nous nous sommes intéressés à la matière quantique, c'est-à-dire au comportement collectif des atomes. C’est ce qui nous intéresse encore actuellement. Nous confinons – toujours grâce à des lasers – des atomes dans un paysage de collines et de vallées, dans lequel ils évoluent: ils passent d’une vallée à l’autre en interagissant avec leurs voisins.
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Très lents, très froids, nos atomes sont quantiques: ils sont davantage une onde qu’une particule. C’est la matière quantique, qui est devenue notre outil du quotidien. Elle peut sembler extraordinaire, mais elle a énormément de similarités avec d’autres systèmes de la nature. Par exemple, pourquoi un métal conduit-il de l’électricité ? Car des électrons – des particules très quantiques – se déplacent dans sa structure, son paysage. Si vous remplacez les électrons par nos atomes, beaucoup plus gros, et que vous reproduisez les vallées du matériau par celles de nos lasers… Vous reproduisez son fonctionnement. C’est cela la base de la simulation quantique.
Cette approche a notamment servi à développer la technologie de la start-up Pasqal…
Une partie de ce qu’ils font est, en effet, inspirée de travaux que nous avions menés dans les années 1980 avec Claude Cohen-Tannoudii et Alain Aspect [conseil scientifique de la pépite, ndlr] et ceux plus récents de Philippe Grangier et Antoine Browaeys. A mon avis, cette start-up est un modèle dans son genre, ambitieuse et réaliste. Ils sont partis de travaux fondamentaux, d’un savoir-faire unique au monde sur le piégeage d’atomes et ils les ont exploités pour développer une plateforme commerciale à interfacer avec de vrais ordinateurs. C’est vraiment un exemple réussi de valorisation.
Partagez-vous cet avis positif sur toutes les start-ups françaises du quantique ?
Je crois qu’il y a une vingtaine de start-ups directement liées aux technologies quantiques en France, qui couvrent un large éventail: l’approche photonique de Quandela, les atomes froids de Pasqal, les qubits supraconducteurs d’Alice & Bob… Il y a de vraies belles pousses, remarquables. Ces jeunes sont nettement moins frileux que nous l’étions il y a 20 ans!
Et j’ai l’impression qu’elles viennent pour la grande majorité de la recherche publique: ce sont généralement un ou plusieurs doctorants qui ont vu le potentiel de leurs travaux de thèse et qui ont décidé de franchir le pas, souvent avec leur directeur de thèse en tant que conseil. C’est un modèle prometteur et révélateur de l’importance de la formation par la recherche, par la thèse. A mon avis, il aurait été très compliqué de fonder de telles start-ups directement en sortant d’une école d’ingénieurs, aussi bonne soit elle.
Il faut donc, selon vous, encourager les chercheurs à l’entrepreneuriat ?
Je pense qu’il faut de toute façon encourager les chercheurs à garder un œil sur l’entrepreneuriat. Je dirais même qu’il faut encourager les jeunes qui envisagent un projet entrepreneurial à passer par la recherche! Pas forcément très longtemps, une thèse suffit. Quand le sujet de thèse est en parfaite adéquation avec le projet, c’est idéal, mais même si ce n’est pas exactement le cas, cela permet de développer un état d’esprit bien particulier, une approche à la fois critique et bienveillante qui ne s’acquiert pas en faisant des problèmes d’examen.
Vous pensez qu’il faut instaurer des programmes de formation spécifiques à l’informatique quantique?
Je pense en effet qu’il faut développer des modules de masters dédiés aux technologiques quantiques, quelles qu’elles soient: l’informatique, l’algorithmique, les technologies de sources laser, de cryogénie… Je pense que nous n’y échapperons pas, il va falloir intégrer ces thèmes quantiques dans les cursus. Cela peut d’ailleurs nourrir d’autres domaines: certains confrères estiment que l’algorithmique quantique induit un certain mode d'approche, un "penser quantique" qui peut même fonctionner avec les langages de programmation conventionnels.
D’ailleurs, le plan quantique prévoit des financements des enseignements masters dédiés au sujet, ainsi que des bourses de thèses fléchées vers les technologies quantique. C’est très important, mais il faut aussi faire attention à ne pas s’enfermer dans la vision que l'on a actuellement du domaine. Il faut laisser une chance aux chercheurs qui pensent "en dehors de la boîte".
