CERN Accélérateur de science

Bio

Nicole Yunger Halpern est physicienne théorique au Joint Center for Quantum Information and Computer Science de l'université du Maryland. Nicole revisite la science de l'énergie, développée au cours des années 1800, pour le XXIe siècle, en utilisant les outils mathématiques de l'informatique quantique. Elle a baptisé cette recherche "steampunk quantique", d'après le genre artistique et littéraire steampunk qui juxtapose des décors victoriens à des technologies futuristes. Les connaissances et l'esthétique de ce domaine constituent le sujet de son livre destiné au grand public, Quantum Steampunk : The Physics of Yesterday's Tomorrow (Steampunk quantique : la physique des lendemains d'hier). Ce livre a reçu le PROSE Award for Popular Science and Mathematics de l'Association of American Publishers. Nicole a obtenu son doctorat à Caltech, où elle a remporté le prix international Ilya Prigogine pour une thèse en sciences de l'énergie. En tant que boursière postdoctorale à Harvard, elle a remporté le prix International Quantum Technology Emerging Researcher Award décerné par l'Institute of Physics de Grande-Bretagne. En 2023, Nicole a reçu le prix américain ASPIRE pour les jeunes scientifiques.  Nicole a écrit plus de 100 articles pour le blog Quantum Frontiers et soupçonne une copie d'elle d'être une romancière dans un univers parallèle. Vous pouvez la suivre sur Twitter @nicoleyh11.

Entretien avec Nicole Yunger Halpern par Antonella del Rosso du CERN IT. 

Façonner l'infrastructure qui sous-tend notre vie quotidienne : c'est ce que fera l'informatique quantique

Nicole Yunger Halpern, physicienne théoricienne et auteure, réfléchit au présent et à l'avenir de l'informatique quantique et à l'impact que cette technologie aura sur nos vies.

Le 16 novembre, Nicole Yunger Halpern donnera une conférence dans le cadre de l'événement Sparks !. Auteure du livre « Quantum Steampunk : The Physics of Yesterday's Tomorrow », Nicole est une physicienne théoricienne primée qui, selon sa description sur le site web de Sparks !, « revisite la science de l'énergie, développée au cours des années 1800, pour le 21^e siècle, en utilisant les outils mathématiques de l'informatique quantique ». Les détails de l'activité scientifique de Nicole sont décrits dans son livre, qui présente des dessins inspirés par le genre artistique steampunk, qui juxtapose des décors victoriens à des technologies futuristes.

Pour le profane, la combinaison des termes « quantique » et « informatique » peut faire penser à un nouveau type de technologie obscure qui, même si elle n'est pas comprise, a le potentiel de changer le monde, comme plusieurs autres technologies informatiques l'ont fait par le passé. Avec l'intelligence artificielle et le big data (tous corrélés), c'est l'un des sujets les plus discutés et l'une des innovations les plus mentionnées à laquelle nous devrions tous nous préparer.

Nicole, à votre avis, pourquoi l'informatique quantique est-elle aujourd'hui tellement sous les feux des projecteurs, alors que presque personne (à l'exception des experts) ne comprend de quoi il s'agit ? 

NYH : « L'informatique quantique est sous les feux des projecteurs car les capacités des expérimentateurs quantiques ont énormément progressé au cours des dernières décennies. De plus, l'informatique quantique peut avoir un impact sur la sécurité de l'information, la recherche et le développement, et d'autres sujets de grande importance pour la société. Par ailleurs, les gouvernements, les entreprises, les institutions de financement scientifique et les universités ont injecté des fonds dans la science de l'information quantique.

Chaque avancée scientifique doit être expliquée au public ; par exemple, chaque fois qu'un prix Nobel de science est décerné, une multitude d'articles et de vidéos sont publiés pour l'expliquer. La notion d'informatique quantique est une avancée de ce type et elle nécessite donc de telles explications. Malheureusement, au fil des décennies, la physique quantique a été qualifiée d'impossible à comprendre. Je pense que cette réputation est injustifiée, comme je l'ai expliqué dans un article de blog. Heureusement, la communauté de l'informatique quantique a beaucoup investi dans l'éducation et la vulgarisation. Les vidéos, les cours en ligne gratuits, les programmes de master et même les jeux destinés à éveiller l'intuition de la physique quantique abondent. Des articles ont été publiés partout, de Wired à Time. Même mon livre contient un chapitre sur l'informatique quantique. Une mine d'informations est disponible, et j'espère qu'elle amènera les générations futures à voir la physique quantique comme une seconde nature. »

Parfois, les technologies qui évoluent rapidement peuvent créer un fossé entre les personnes qui peuvent les adopter et celles qui, pour diverses raisons, notamment parce qu'elles vivent dans des régions moins riches du monde, n'ont pas accès à ces innovations.

Nicole, pensez-vous que l’informatique quantique entre dans cette catégorie ?

NYH : « Des experts en politique publique et en droit s'efforcent de répondre précisément à cette question. Pendant que nous développons des ordinateurs quantiques à grande échelle, des organisations à but non lucratif, des entreprises, des universités et d'autres organismes fournissent gratuitement du matériel d'éducation et de sensibilisation afin que les personnes de tous horizons puissent s'informer sur l'informatique quantique. Parmi les services proposés figurent des cours en ligne gratuits, et de nombreuses organisations s'efforcent d'atteindre les populations mal desservies et sous-représentées dans le domaine des sciences.

Bien qu'un nombre croissant de scientifiques et d'experts, y compris du secteur privé, travaillent au développement d'ordinateurs quantiques capables d'effectuer des opérations plus rapidement et de manière plus fiable que les ordinateurs actuels, la technologie n'est pas encore prête pour une exploitation à grande échelle et les chercheurs sont constamment à l'affût de nouvelles opportunités de financement. »

Nicole, dans votre rôle, vous sentez-vous plutôt pionnière ou Don Quichotte ? En d'autres termes : l'informatique quantique fonctionnera-t-elle vraiment ?

NYH : « Pionnière. D'après mon expérience, la majeure partie de la communauté actuelle de la physique quantique s'attend à ce que des ordinateurs quantiques puissent être construits, si les parties prenantes sont patientes et si le financement ne s'épuise pas. Nous pensons que le processus sera difficile et prendra du temps, mais il est physiquement possible. Les expérimentateurs quantiques ont déjà réalisé des prouesses que les fondateurs de la théorie quantique croyaient impossibles. Quelques scientifiques restent cependant sceptiques, estimant que les systèmes quantiques sont trop difficiles à contrôler. »

En faisant confiance à Nicole, nous faisons maintenant un saut imaginaire dans le futur.

Nicole, comment décririez-vous notre vie quotidienne dans 100 ans, en supposant que, d'ici là, les technologies quantiques auront été largement mises en œuvre ?

NYH : « Je m'attends à ce que les ordinateurs quantiques permettent des avancées dans les domaines de la chimie, de la conception de médicaments et de la recherche sur les matériaux. Les soins de santé ont un impact personnel sur les individus, mais l'informatique quantique améliorera également l'infrastructure sociétale qui sous-tend les expériences quotidiennes de manière presque invisible. Par exemple, lorsque j'achète un livre en ligne, je ne pense pas vraiment au protocole de sécurité qui protège les informations de ma carte de crédit. Pourtant, ces protocoles sont essentiels au commerce. La science de l'information quantique façonnera fortement cette infrastructure. Je ne m'attends cependant pas à trouver des ordinateurs quantiques personnels dans les foyers. (Cela dit, il y a quelques décennies, personne ne s'attendait à ce que les citoyens ordinaires possèdent et utilisent des ordinateurs classiques – et me voilà en train de taper sur un ordinateur portable !). »