Le 17 mai, l’Université de Sherbrooke a obtenu une chaire d’envergure internationale au premier concours du programme des Chaires d’excellence en recherche du Canada. L’obtention de cette chaire permet à la Faculté des sciences d’attirer un chercheur de calibre mondial, le professeur Bertrand Reulet. Le titulaire de la chaire et trois autres professeurs du Département de physique pourront ainsi entreprendre des recherches en science de l’information quantique. Ces travaux s’intéresseront particulièrement à la problématique du bruit dans la transmission de signaux quantiques. Plus globalement, ils contribueront à propulser l’industrie de l’information et des communications vers une nouvelle ère.

La Chaire bénéficie d’un investissement initial de 12,4 M$ échelonné sur une période de 7 ans, dont une subvention de près de 10 M$ octroyée par le programme des Chaires d’excellence en recherche du Canada, assortie de financement complémentaire pour le développement en infrastructures (2,2 M$ de l’Université de Sherbrooke et 175 000 $ de l’Institut canadien de recherches avancées).

Un carré d’as dans le domaine

Le Département de physique, reconnu pour l’excellence de ses recherches en informatique quantique, a recruté un expert de classe internationale, Bertrand Reulet, directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique en France et membre du Laboratoire de physique des solides de l’Université de Paris-Sud XI.

«Ce chercheur de haut niveau viendra se joindre à une jeune équipe de physiciens dont les travaux rayonnent déjà à l’échelle internationale, souligne la rectrice Luce Samoisette. L’octroi de cette chaire aura un effet transformateur pour l’UdeS, qui se positionne ainsi à l’avant-scène de la recherche en informatique quantique, un secteur en émergence d’une grande importance stratégique pour le Québec et le Canada.»

Dès juin, Bertrand Reulet emménagera à Sherbrooke pour occuper ses nouvelles fonctions de professeur à la Faculté des sciences. «La Chaire d’excellence et l’Université de Sherbrooke m’offrent l’occasion de monter un laboratoire dans des conditions optimales qui devraient permettre la mise en œuvre d’expériences ambitieuses, dans un département de physique dont j’apprécie beaucoup le dynamisme, et au sein d’une équipe qui mêle des compétences théoriques et expérimentales de tout premier plan», témoigne le chercheur.

Outre le professeur Reulet, la Chaire d’excellence en recherche du Canada sur le traitement de signaux quantiques réunit trois étoiles montantes du Département de physique, les professeurs Alexandre Blais, David Poulin et Michel Pioro-Ladrière.

Haro sur le bruit

«Notre équipe contribue au projet d’envergure mondiale de la construction d’un ordinateur quantique selon un angle bien particulier, explique le professeur David Poulin. Nous voulons comprendre et combattre les imperfections, qualifiées de bruits, dans les composantes élémentaires qui constitueront un futur ordinateur quantique. Bertrand Reulet apportera son expertise unique pour mesurer et caractériser le bruit des composantes électroniques, ce qui permettra de réduire le bruit et ensuite d’améliorer les dispositifs des ordinateurs quantiques», explique le spécialiste.

En effet, le bruit électronique, qui influence les systèmes informatiques quantiques lors de leur fonctionnement et de la lecture, représente un obstacle majeur à l’implantation des technologies quantiques. Le traitement du signal quantique utilisera l’étude de bruit des composants microélectroniques à basse température, un champ de recherche perfectionné par Bertrand Reulet, afin d’approfondir la compréhension de ce bruit et d’améliorer les interfaces entre les dispositifs quantiques et les appareils de mesure, ouvrant ainsi la voie aux technologies quantiques évoluées de l’état solide.

Les méthodes de mesure du bruit dans les dispositifs développés par le professeur Reulet ont une application supplémentaire dans le domaine de la microélectronique, où elles fournissent un outil de caractérisation non invasif des composants utilisés dans les technologies de la communication. Dans ce domaine, elles pourraient également offrir de nouvelles façons de coder, d’analyser et de crypter l’information.

Vers la révolution quantique

La science de l’information quantique est un nouveau domaine de recherche qui combine la physique, l’informatique et le génie. Elle offre le potentiel de révolutionner les technologies de l’information et des communications en mettant à profit les effets de la mécanique quantique. Les ordinateurs quantiques sont beaucoup plus puissants que les ordinateurs conventionnels; les réseaux de communication quantiques offrent des possibilités inégalées, telle une communication privée inconditionnellement sécuritaire.

En raison de leurs impacts potentiels sur la société, la mise au point des technologies quantiques fait l’objet d’un effort mondial. Cette chaire sera à la frontière du nouveau domaine de recherche – le traitement du signal quantique – qui deviendra l’un des éléments essentiels de cet effort.