Les technologies quantiques s’apprêtent à monter à bord de l’aéronautique. Signe de l’imminence de leur irruption : le centre français de recherche aérospatiale (Onera) a inauguré début février un nouveau laboratoire dédié aux applications de la physique quantique. Une structure « hors les murs » qui va regrouper une trentaine d’experts répartis aujourd’hui sur les sites de Palaiseau (Essonne), Chatillon (Hauts-de-Seine) et Toulouse (Haute-Garonne).
« L’objectif est de fédérer les différentes équipes de l’Onera qui travaillent à distance sur le quantique et de favoriser les synergies, détaille Sylvain Schwartz, responsable du labo Qtech. Par rapport aux industriels, nous avons la possibilité de lancer des projets très en amont, des projets risqués qui peuvent aboutir sur le long terme. Notre rôle est d’assurer les liens entre les mondes académiques et industriels. » L’Onera collabore par ailleurs avec le centre en sciences et technologies quantiques Quantum Paris Saclay.
On en est convaincu à l’Onera : le quantique, c’est fantastique. Mesures plus précises, sécurisation des données transmises, simulations numériques plus performantes… Les promesses de retombées pour l’aérospatial et la défense sont alléchantes. D’ailleurs, l’Onera est tout sauf un novice en la matière. L’organisme collabore déjà sur ce sujet avec Thales, Airbus, Thales Alenia Space, mais aussi la Direction générale de l’Armement (DGA). Avec QTech, l’Onera espère étendre davantage ses compétences en matière de technologiques quantiques.
Engagement de longue date
Il y a vingt ans, l’Onera s’était déjà positionné sur des applications issues de la deuxième révolution quantique, celle basée sur le contrôle direct des particules quantiques. La première révolution quantique avait pour sa part vu l’émergence d’applications telles que les lasers et les semi-conducteurs. Début 2000, le centre avait développé des capteurs à atomes froids : un gaz de rubidium dont les atomes étaient refroidis via des lasers, les piégeant à des températures proches du zéro absolu. De quoi avoir accès aux caractéristiques ondulatoires des atomes.
« Cela a permis de développer des interféromètres atomiques offrant une mesure du champ de gravité avec une très grande précision », précise Sylvain Schwartz. Embarqués à bord, ces capteurs peuvent être utilisés comme aide à la navigation inertielle, basée sur la mesure de l'accélération et de la rotation. L’Onera espère faire fructifier ces anciens travaux pour développer un premier axe de recherche, concentré sur les capteurs atomiques. L’objectif étant aujourd’hui de développer des applications également pour les gyromètres et les accéléromètres.
Le calcul quantique également au menu
Autre champ à explorer : les communications quantiques. De quoi s’agit-il ? L’idée est de transmettre des signaux quantiques pour sécuriser les communications. « L’un des protocoles repose par exemple sur l’envoi de photons un par un, explique Sylvain Schwartz. Si le signal est piraté, il modifiera l’état de certains des photons, ce qui se verra aussitôt. » On parle aussi de cryptographie quantique ou bien encore de transmission de clé quantique. Une application plus lointaine concerne les réseaux quantiques, par exemple pour mettre en réseau plusieurs ordinateurs quantiques.
L’optronique quantique constitue le troisième axe de recherche. Objectif : utiliser des états quantiques de la lumière, générés par exemple par des cristaux non-linéaires, pour faire émerger de nouvelles applications dans le domaine de l’imagerie, de la télédétection ou des capteurs optiques. C’est dans le calcul quantique que QTech espère également s’illustrer. Pas dans la fabrication d’ordinateurs, mais dans la mise au point d’algorithmes dédiés. De quoi peut-être résoudre plus efficacement les équations différentielles de la mécanique des fluides, améliorer la simulation de phénomènes de combustion et comprendre les propriétés de certains matériaux.
