Anton Zeilinger reçoit le prix Nobel de physique 2022 – point de situation sur la recherche en physique quantique en Autriche

Les trois physiciens ont été récompensés pour leurs "expériences révolutionnaires sur les états quantiques intriqués", selon la justification de l’Académie royale suédoise des sciences. L’intrication quantique est un mécanisme où "deux particules se comportent comme une seule unité, même lorsqu’elles sont séparées" selon les mots du jury du prix Nobel de physique. Elles restent intriquées les unes aux autres et partagent leurs propriétés physiques. Ainsi, les trois physiciens ont fait passer "de la théorie à la pratique" l’état quantique qu’Albert Einstein avait décrit comme une "action étrange à distance". La mise en évidence de cette propriété a ouvert la voie à de nouvelles technologies dans le domaine de l’informatique quantique et des communications ultrasécurisées : ordinateurs quantiques, réseaux quantiques, communication à codage quantique – ou cryptographie quantique.

Anton Zeilinger commence sa carrière en 1972 comme assistant de recherche à l’Institut de physique atomique de l’Université technique de Vienne où il obtient son habilitation en 1979. Après avoir occupé des postes de professeur à l’Université technique de Munich et à l’Université d’Innsbruck, il est nommé professeur de physique expérimentale à l’Université de Vienne en 1999. Il y est également professeur émérite depuis 2013. Il mène également des recherches à l’Institut d’optique quantique et d’information quantique de l’Académie autrichienne des sciences depuis 2004, dont il a été le directeur de 2004 à 2013. Anton Zeilinger est considéré comme un pionnier dans le domaine de la transmission d’informations quantiques entre photons : en effet, le chercheur et son équipe de recherche de l’Université de Vienne ont annoncé en 2014 dans la revue PNAS avoir réalisé l’intrication quantique la plus complexe à ce jour (les chercheurs ont réussi à intriquer trois photons en plus de 100 dimensions). Un tel degré de complexité est un réel progrès dans les applications de cryptographie quantique et "pour la transmission d’informations dans les ordinateurs quantiques", a déclaré M. Zeilinger lors de la conférence de presse donnée à l’occasion de la remise du Prix Nobel à Stockholm.

Anton Zeilinger est le quatrième lauréat autrichien du prix Nobel de physique, dans la lignée d’Erwin Schrödinger (1933), Victor Franz Hess (1936) et Wolfgang Pauli (1945). Le prix Nobel de physique est décerné chaque année depuis 1901 et atteint cette année le montant de dix millions de couronnes suédoises (environ 920.000 euros). La remise des prix aura lieu à Stockholm le 10 décembre, jour de la mort d’Alfred Nobel, fondateur des prix Nobel.

Où en est la recherche en physique quantique en Autriche ?

Anton Zeilinger s’inscrit dans une série de scientifiques autrichiens qui ont exercé une influence déterminante sur la recherche dans le domaine de la physique quantique. Erwin Schrödinger est un bon exemple : contemporain d’Einstein et ancien membre de l’Académie autrichienne des sciences, il est à l’origine de l’expérience de pensée dans le domaine de la physique quantique la plus célèbre à ce jour (l’expérience dite du "chat de Schrödinger").

L’Autriche et l’Académie autrichienne des sciences ont ensuite poursuivi cette tradition au cours du 20ème siècle et la poursuivent encore aujourd’hui en s’y engageant de plus en plus. Ainsi, de nombreux chercheurs comme Anton Zeilinger ont réalisé de grands progrès dans l’étude de ce que l’on appelle l’intrication quantique. En 2003, l’Académie autrichienne des sciences a cherché à consolider ce domaine de recherche en créant l’Institut d’optique quantique et d’information quantique, qui dispose aujourd’hui de deux sites, à Vienne et à Innsbruck. Devenu rapidement l’un des pôles les plus reconnus en termes de recherche quantique au niveau mondial, les chercheurs de cet institut se sont rapidement imposés dans plusieurs domaines de la physique quantique. C’est par exemple entre l’Académie autrichienne des sciences et l’Académie chinoise des sciences qu’a été établie en 2017 la première tentative réussie de connexion de communication quantique intercontinentale : cette expérience a montré que l’intrication des particules de lumière avec l’aide de satellites en orbite permettait un transfert de données totalement étanche. En effet, la clé quantique cryptographique générée de manière aléatoire a été transmise à l’expéditeur et au destinataire de manière sécurisée par les lois physiques quantiques - toute tentative d’écoute aurait été exposée immédiatement. Cette expérience a ainsi permis de générer des réflexions et des recherches dans de nombreux domaines, notamment sur l’internet du futur.

A Vienne, outre l’Académie autrichienne des sciences, trois instituts mènent des recherches dans le domaine de la physique quantique : l’Université de Vienne, l’Université technique de Vienne (TU Wien) avec son Institut de physique atomique et l’Institut autrichien de technologie (AIT). Le deuxième haut lieu dans le domaine de la recherche en physique quantique est Innsbruck, avec l’Université d’Innsbruck et l’autre branche de l’Institut d’optique quantique et d’information quantique. L’Université d’Innsbruck est particulièrement à la pointe dans le domaine de l’informatique quantique : cela a été par exemple démontré par Alpine Quantum Technologies (AQT), une spin-off de l’Académie des sciences et de l’université d’Innsbruck, dont l’objectif est de développer un premier ordinateur quantique utilisable commercialement dans les années à venir.

Quantum Austria

Le domaine quantique est également considéré comme une priorité par le gouvernement autrichien. Dans le but de renforcer la position de l’Autriche dans ce domaine, l’Agence autrichienne de promotion de la recherche (FFG) et le Fonds autrichien pour la science (FWF) gèrent régulièrement des appels à propositions sur le thème de la recherche et des technologies quantiques et offrent un portefeuille de financements coordonné pour la recherche fondamentale ou appliquée dans le domaine quantique. Les connaissances et les compétences en matière de recherche, de développement et d’utilisation des nouvelles technologies quantiques et de leur application (industrielle ou informatique par exemple) contribuent en effet à garantir la souveraineté technologique de l’Autriche – et plus largement de l’Europe – et à accroître la productivité à long terme. C’est par exemple cette dynamique que l’initiative Quantum Austria souhaite accélérer. L’objectif stratégique de cette initiative de financement – qui durera jusqu’en 2026 – est d’intensifier la recherche fondamentale sur les technologies quantiques et de faire progresser l’exploitation et la mise sur le marché de produits et services innovants dans ce domaine. Pour en savoir plus sur cette initiative, se référer à l’article de veille du mois de juillet 2021.

Sources :

• Le Monde, Le prix Nobel de physique 2022 attribué au Français Alain Aspect, un Américain et un Autrichien pour leurs travaux sur la révolution quantique
• Site internet du Prix Nobel, Anton Zeilinger - Facts (en anglais)
• Site internet de l’Université de Vienne, Nobel Prize in Physics awarded to Anton Zeilinger (en anglais)
• Der Standard, Hotspot für extreme Kälte – Österreichs Quantenforschung rückt ins Zentrum (en allemand)

Rédactrice : Rédactrice : Kalina Esmein, kalina.esmein[at]diplomatie.gouv.fr - https://at.ambafrance.org/