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Le CERN fête la deuxième Journée mondiale de la science et de la technologique quantiques

Le CERN s’associe aux célébrations du 14 avril, aux côtés de scientifiques de plus de 65 pays

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Credits: World Quantum Day

 

Le 14 avril est célébrée la Journée internationale de la science et de la technologie quantiques (World Quantum Day), une initiative internationale lancée par des scientifiques de plus de 65 pays pour promouvoir la science et la technologie quantiques auprès du public du monde entier. La date du 14 avril, ou 4.14 conformément à l’usage américain, correspond aux trois chiffres obtenus en arrondissant la valeur de la constante de Planck, laquelle joue un rôle essentiel en mécanique quantique pour décrire le comportement des particules au niveau subatomique.

Lancée officiellement en 2022, la Journée mondiale de la science et de la technologie quantiques regroupe déjà à ce jour plus de 200 manifestations organisées dans 193 villes, 44 pays et 5 continents, en 17 langues. Scientifiques, ingénieurs, professeurs, communicateurs, entrepreneurs, technologues, historiens et artistes du monde entier mettent sur pied des activités diverses (séances d’information, expositions, ateliers, débats, etc.), pour faire connaître la science quantique auprès du grand public et expliquer le fonctionnement des technologies quantiques et leurs incidences potentielles sur notre vie quotidienne.

De la mécanique quantique à l’ingénierie quantique, en passant par la gravité quantique, l’optique quantique, la science de l’information quantique, l’informatique quantique et la métrologie quantique, tous les domaines de la science quantique sont mis en avant, ainsi que leur histoire, leurs fondements mathématiques et leurs applications pratiques.

Mais qu’est-ce que le quantum ? Et pourquoi ces célébrations ?

Le terme « quantum » vient du latin « quantus », signifiant « combien », « de quelle taille ». C’est l’unité correspondant à la plus petite quantité d’énergie électromagnétique mesurable. En résumé, la physique quantique est l’étude des plus petits constituants de notre Univers. Elle s’efforce de décrire les propriétés et le comportement de la matière et de l’énergie à leur niveau le plus élémentaire. La physique quantique permet de comprendre la cohésion des atomes, les déplacements des électrons dans une puce d’ordinateur ou le fonctionnement des aimants. Des théories s’appuyant sur la physique quantique peuvent également nous aider à comprendre l’asymétrie matière-antimatière ou la nature de la matière noire et de l’énergie noire, autant de phénomènes qui ne peuvent être expliqués par le Modèle standard.

Les origines de la science quantique, reconnue comme la base théorique de la physique moderne, remontent au début du XXe siècle, quand le physicien allemand Max Planck formula l’hypothèse apparemment paradoxale de la quantification de l’énergie, à la base de la théorie quantique. Les recherches menées par la suite par Niels Bohr, Albert Einstein, Erwin Schrödinger et Richard Feynman ont contribué de manière essentielle au développement de la mécanique quantique, ouvrant de nouvelles perspectives au monde de la science.

La physique quantique enrichit nos connaissances en dépassant les concepts scientifiques classiques. Elle est par ailleurs au cœur de certaines des avancées technologiques les plus notables. Citons par exemple les transistors, les LED, les lasers, le GPS ou encore l’imagerie médicale, autant d’inventions fondées sur les principes de la physique quantique.

Les technologies quantiques pourraient également avoir des retombées positives dans de nombreux autres domaines à l’avenir : elles sont très prometteuses en matière de sécurisation de la communication et de traitement de l’information, d’augmentation de la sensibilité des détecteurs et des capteurs et d’innovation informatique.

Pour les spécialistes de la physique des hautes énergies, les technologies quantiques pourraient offrir de nouvelles possibilités lors de la reconstitution des trajectoires des particules, et de la simulation et de la catégorisation des événements, et permettre de mieux répondre aux besoins informatiques des infrastructures de recherche majeures du CERN : le Grand collisionneur de hadrons (LHC) et ses successeurs, le HL-LHC (Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité) et peut-être le FCC (Futur collisionneur circulaire).

« La science quantique, qui au départ n’était qu’une hypothèse révolutionnaire, est devenue l’un des fondements de la physique moderne et a changé à jamais notre façon de penser le monde, commente Alberto Di Meglio, coordinateur de l’initiative Technologie quantique du CERN (QTI). Nous pouvons affirmer que, à l’avenir, la science et la technologie quantiques constitueront un domaine de recherche interdisciplinaire essentiel pour répondre aux grands défis sociétaux et technologiques. Par conséquent, il est crucial que nous explorions toutes les possibilités qu’offre ce domaine de pointe et que nous sensibilisions la population à ces recherches, afin de repousser les frontières de la connaissance et de la technologie. La Journée mondiale de la science et de la technologie quantiques représente une occasion précieuse à cet égard. »

Dès 2022, les membres de l’initiative Technologie quantique du CERN ont participé à la Journée mondiale de la science et de la technologie quantiques en concevant et en animant le site web consacré à cette manifestation et en organisant un symposium scientifique au CERN. Pendant le symposium, les débats ont mis en lumière les débuts de la science quantique au CERN, pionnier en la matière, et ses conséquences pour la recherche moderne.

Cette année aura lieu le tout premier atelier quantique à l’intention des élèves du secondaire. L’objectif est d’initier la jeune génération à ce domaine fascinant qu’est la physique quantique et de promouvoir une formation précoce à la physique quantique. L’atelier comportera deux parties : une conférence d’introduction et une séance pratique. Il fournira un premier aperçu des concepts de la mécanique quantique et expliquera la manière dont la science quantique est à la base de notre monde physique et à quel point elle facilite l’innovation technologique. Cet atelier sera organisé en collaboration étroite avec l’équipe de l’initiative finlandaise intitulée QPlayLearn, qui utilise des instruments interactifs novateurs pour faire connaître les principaux aspects de la physique quantique de façon claire et accessible à des publics d’âges et d’horizons divers.

Pour en savoir plus sur la Journée mondiale de la science et de la technologie quantiques, les possibilités d’y apporter votre contribution et les événements qui se passent près de chez vous, consultez : https://worldquantumday.org (en anglais).