Donner le goût de la science quantique aux nouvelles générations

Photo : UdeS

Être chef de file dans un domaine vient avec la responsabilité tacite de préparer la relève. C’est exactement ce qu’a fait l’Institut quantique (IQ) en initiant plus de 750 jeunes du collégial et du premier cycle universitaire aux bases de la programmation quantique, une initiative ayant interpellé à ce jour une quarantaine d’établissements d’enseignement supérieur.

Les possibilités émergentes en quantique sont énormes. Lorsque l’Institut quantique (IQ) a lancé son Espace IBM Q en juin 2020, la nouvelle équipe a pris très au sérieux le mandat d’intéresser les jeunes aux possibilités émergentes en quantique.

Selon le Conseil national de recherche du Canada (CNRC), l’industrie de la technologie quantique pourrait employer 229 000 personnes en 2040. Pour répondre aux besoins en main-d’œuvre de cette économie florissante, il faut dès maintenant penser à la formation de la prochaine génération, notamment en programmation quantique.

De là est née l’idée de lancer une série d’ateliers en ligne bilingue axée sur les concepts de base de la science quantique, les rudiments de la programmation quantique et l’utilité de l’algèbre linéaire pour faire du calcul quantique.

Pour intéresser les jeunes et leur donner le goût d’explorer les nouveaux horizons qu’offre l’informatique quantique, il fallait offrir une expérience pratique. Avec l’accès de notre Espace IBM Q et le lancement de notre initiative des Curieux quantiques à l’automne 2020, le timing me semblait parfait.

Ghislain Lefebvre, responsable du développement des partenariats de l’Espace IBM Q de l’IQ

L'engouement qu'ont suscité les ateliers virtuels de l'IQ auprès des jeunes a dépassé les attentes des personnes responsables.
L'engouement qu'ont suscité les ateliers virtuels de l'IQ auprès des jeunes a dépassé les attentes des personnes responsables.

Photo : Martin Blache - UdeS

Depuis septembre 2020, l’équipe a livré ses ateliers dans 25 cégeps et collèges, ce qui témoigne de l’intérêt grandissant pour le domaine. « L’engagement du personnel enseignant des cégeps et la participation de leur communauté étudiante ont largement dépassé mes attentes », se réjouit M. Lefebvre.

En parallèle aux activités dans les cégeps, les ateliers ont également été donnés dans 17 universités à travers le Québec et le Canada auprès d’étudiantes et étudiants de premier cycle, notamment durant le Hackathon 2020 de l’Université McGill et lors d’un événement organisé par l’Institut pour la mobilité et l’aérospatiale au Canada (IMACA).

Un défi et une occasion à saisir

Lorsque l’idée des ateliers a germé dans l’esprit de Ghislain Lefebvre, il a rapidement identifié une occasion unique d’utiliser la plateforme de calcul quantique.

Or la discipline étant naissante, un important travail de création attendait les développeurs en informatique quantique de l’Espace IBM Q de l’IQ, Maxime Dion et Jean-Frédéric Laprade.

« Il fallait partir de quelque chose d’assez concret, explique Maxime. On a choisi de s’appuyer sur un phénomène quantique pas si étrange : la lumière. À partir de ça, on a pu introduire naturellement les concepts purement quantiques que sont la superposition et l’intrication, qui sont au cœur du calcul quantique. Nous sommes parvenus à une trame narrative à la fois accessible et rigoureuse, sans sombrer dans les mathématiques, ce qui permet d’apprivoiser et de mettre en pratique les concepts clés pour faire de la programmation quantique. »

Un premier contact marquant avec les sciences quantiques

« Les ateliers m'ont permis d'en apprendre beaucoup sur un sujet que je ne connais pas du tout. J'aimerais d'ailleurs en apprendre davantage, entre autres, pour les nombreuses choses qu'on peut faire à l'aide de l'informatique quantique et les progrès qu'il pourrait y avoir dans le futur. »
- Sophie, étudiante au Cégep Limoilou

« C'était vraiment intéressant. J'ai beaucoup appris durant les deux ateliers. Ceux-ci m'ont ouvert les yeux sur l'information quantique, et je pense m'informer davantage sur le sujet au cours des prochaines années. »
- Simon, étudiant au Cégep de Maisonneuve

« Je souhaite continuer à approfondir et à voir les possibilités qu'offre ce domaine aussi bien d'un point de vue personnel que professionnel. »
- Catherine, étudiante en génie mécanique à Polytechnique Montréal

« Tout en s’initiant à la programmation quantique, ceux et celles qui ont participé ont pu découvrir des applications de leurs cours d’algèbre linéaire et, grâce à la plateforme IBM Q, ils ont pu tester leur programme sur un véritable ordinateur quantique. Un mélange parfait entre la théorie et l’application! »
-
Melisande Fortin-Boisvert, enseignante en mathématiques au Cégep de Maisonneuve

L’engouement démontré par la communauté étudiante jusqu’à présent incite l’équipe à poursuivre son travail. D’ailleurs, il se pourrait fort bien qu’une autre série d'ateliers voie le jour en 2021. C’est à suivre!