II. WATERLOO (6 NOVEMBRE 2014)
La délégation s'est rendue, le 6 novembre 2014, à Waterloo où elle a eu l'occasion de rencontrer les responsables de deux centres de recherche : M. Raymond Laflamme, directeur de l'Institut d'informatique quantique, et M. Damian Pope, membre de l'Institut Périmètre, institut de recherche fondamentale en physique.
1. L'Institut d'informatique quantique
L'Institut d'informatique quantique, centre de recherche rattaché à l'Université de Waterloo, a été créé en 2002 par M. Mike Lazaridis, à l'origine du BlackBerry, qui y a investi une grande part de ses fonds personnels. La délégation a pu y rencontrer l'un de ses cofondateurs, M. Raymond Laflamme , qui a su, avec une grande pédagogie, faire appréhender tous les enjeux d'un domaine scientifique complexe.
L'Institut est situé dans un bâtiment qui obéit à deux principes : permettre d'y mener des expériences de physique quantique, ce qui suppose des conditions très stables et en particulier des champs électromagnétiques réduits ; faire en sorte que les chercheurs, qui relèvent de différentes disciplines, puissent échanger entre eux, d'où une architecture en forme de sphère, construite autour d'un atrium, lieu de passage obligé.
La curiosité constitue l'un des piliers de l'Institut. Elle permet de comprendre comment fonctionne le monde, et donc d'utiliser ses propriétés.
Certaines technologies ont eu des conséquences majeures pour les sociétés humaines, comme la maîtrise du feu, l'utilisation de la vapeur ou celle de l'électricité. Une révolution de même ampleur est à attendre si l'homme parvient à utiliser les propriétés de la matière à l'échelle quantique. Le laser constitue d'ailleurs déjà une application de la recherche en physique quantique.
Deux propriétés relevant de la physique quantique pourraient jouer, à l'avenir, un rôle majeur.
La première est le principe de superposition, découlant de l'équation de Schrödinger qui est linéaire : il en résulte que si A et B en sont des solutions, alors ces deux solutions groupées constituent, elles aussi, une solution. Il est possible d'utiliser cette propriété en matière d'information. La plus petite quantité d'information est constituée de « bits » d'information, c'est-à-dire 0 ou 1. Il est possible, en physique quantique, de créer des bits quantiques, ou « qbits », qui sont des superpositions de 0 et de 1. Dès lors, la puissance d'ordinateurs quantiques serait très nettement supérieure à celle des ordinateurs classiques. Pour « produire » des qbits, on utilise des supra-conducteurs qui, s'ils se comportent de manière « classique » à température ambiante, adoptent un comportement quantique à très basse température (de l'ordre de quelques kelvins).
La seconde propriété importante est le principe d'incertitude de Heisenberg, selon lequel il n'est pas possible de mesurer, en même temps, la position et la vitesse d'une particule, car la mesure elle-même perturbe le système. Ce principe peut se révéler très utile en cryptographie, car il permet de constater si une communication est espionnée. Il trouve donc une application directe en matière de sécurité des télécommunications.
D'autres technologies sont possibles, comme en matière de senseurs, qui pourraient détecter des forces minimes et trouver à s'appliquer par exemple pour détecter des précurseurs de cancers.
2. L'Institut Périmètre
L'Institut Périmètre constitue un important centre de recherche scientifique dans le domaine de la physique théorique fondamentale. Fondé en 1999 par M. Mike Lazaridis, il repose sur un financement public-privé. Installé dans un bâtiment ultra-moderne, il accueille chercheurs, post-doctorants et intervenants internationaux.
Cet institut se situe aujourd'hui au 5 ème rang du classement mondial des centres de recherche en physique quantique. Il promeut, en effet, une politique d'attraction des meilleurs chercheurs du monde entier. La délégation a ainsi rencontré un physicien français de renommée internationale, M. Laurent Freidel . Ce dernier a fait le choix de mener ses recherches sur la gravité quantique dans les locaux de cet institut, qui concentre moyens financiers et humains conséquents.
L'Institut Périmètre tente, dans sa politique de recrutement, d'attirer plus de femmes, dont la proportion dans le domaine scientifique reste faible.