Imaginons un ordinateur dont le processeur fonctionnerait à partir d’algorithmes quantiques. Un ordinateur tellement rapide qu’il effectuerait en une fraction de seconde des calculs demandant des mois aux machines les plus performantes d’aujourd’hui.
C’est l’objectif ultime auquel travaille Bertrand Reulet. Titulaire de la Chaire d’excellence en recherche du Canada sur le traitement de signaux quantiques à la Faculté des sciences de l’Université de Sherbrooke, le professeur Reulet participe à la conception de la première génération de processeurs d’information quantique. Pour y parvenir, il cherche à découvrir les propriétés du courant électrique dans des objets si petits que les lois usuelles de l’électricité ne fonctionnent plus. En particulier, il s’intéresse à l’origine du «bruit électronique», c’est-à-dire les fluctuations du courant dans des circuits classiques et quantiques.
Pour mener leurs recherches, Bertrand Reulet et son équipe disposent d’un laboratoire haut de gamme où ils manipulent des champs électromagnétiques à des températures extrêmement basses, quelques millièmes de degrés au-dessus du zéro absolu, soit autour de -273 °C! Le ministère de l’Économie, de l’Innovation et des Exportations vient d’ailleurs d’annoncer un investissement de 462 698 $ pour l’acquisition d’équipements spécialisés permettant notamment d’étudier les mécanismes qui sont à l’origine du bruit électronique.
«Plus les mesures seront précises, plus les modèles théoriques, puis pratiques pourront se développer, a expliqué le titulaire. Ici, à l’Université, je travaille avec une équipe transdisciplinaire réunissant des théoriciens et des expérimentateurs en physique et en génie électrique. Ensemble, nous tentons de déterminer comment on peut utiliser les principes de la mécanique quantique pour traiter de l’information.»
Le professeur Jacques Beauvais, vice-recteur à la recherche, à l’innovation et à l’entrepreneuriat souligne qu’il s’agit véritablement d’une technologie de rupture qui transformera notre société bien au-delà de ce que peuvent imaginer les plus créatifs parmi nous. Des paroles qui laissent rêver qu’une telle trouvaille serait aussi importante que l’invention de l’ordinateur ou de la découverte de l’électricité
Un des plus importants laboratoires au monde
Depuis l’obtention en 2010 de la Chaire d’excellence en recherche du Canada sur le traitement de signaux quantiques, l’Université de Sherbrooke a mis en place l’un des plus importants laboratoires au monde voué à l’étude du bruit électronique quantique. La première école québécoise pour doctorants et jeunes chercheurs intéressés par la physique mésoscopique a également vu le jour par la suite grâce à cette chaire. Suite au succès de cette école, une seconde aura lieu en juin prochain.
C’est sûrement avec des équipements tout aussi mystérieux que ceux qu’on voit sur les photos incluses à ce reportage que Nicolas Tesla à découvert et développé tant d’éléments d’électricité qui servent encore si bien les humains, plus de 100 ans plus tard. Il a mis au point les premiers alternateurs permettant la naissance des réseaux électriques de distribution en courant alternatif, lui qui a obtenu plus de 300 brevets pour ses 125 inventions.
Photo principale : Le titulaire Bertrand Reulet, en compagnie du vice-recteur de l’Université de Sherbrooke Jacques Beauvais, du député Luc Fortin et du doyen Serge Jandl, au laboratoire du traitement des signaux quantiques. Les autres photos sont prises près de divers équipements du laboratoire.
Le titulaire de la Chaire, Bertrand Reulet, et son assistant Christian Lupien fabriquent un échantillon sous ultra-vide dans l’évaporateur à canon à électrons.
Deux jeunes chercheurs, Jean-Olivier Simoneau et Stéphane Virally, font une expérimentation à l’aide d’un des réfrigérateurs (cryostat) à dilution, un appareil qui peut atteindre une température extrêmement basse, 0.007 degré au-dessus du zéro absolu, soit environ -273°C.
L’évaporateur à canon à électrons pulvérise le métal dans un environnement extrêmement contrôlé.
Voilà maintenant le cryostat à hélium trois, un réfrigérateur un peu moins froid, qui travaille à 0,3 degré au-dessus du zéro absolu. Ici on voit Kevin Spahr et Gabriel Laliberté en pleine recherche.
Toutes les photos ont été fournies par l’Université de Sherbrooke, par Michel Caron