Contexte et Objectifs

Les technologies quantiques (TQ) sont en plein essor au niveau mondial. En France, où la physique quantique est un domaine d’excellence en recherche (prix Nobels de physique 1997-2007-2012-2022 ; prix Nobel de chimie 2023), cet essor s’est traduit par la création de startups venant du monde académique, visant au développement d’un ordinateur quantique, ou de capteurs quantiques, pour des applications en physique, chimie et biologie. De nombreuses grandes entreprises s’intéressent à ces thématiques : selon leur domaine d’activité elles peuvent avoir des groupes de recherche dédiés (Thalès, EDF, Airbus), ou testent sur les plateformes des startups des algorithmes quantiques afin de mieux modéliser des matériaux (Total), ou l’évolution des marchés financiers (Crédit Agricole).

L’USPN propose un Master pour former des étudiants capables de travailler dès leur diplomation sur des dispositifs quantiques expérimentaux, ou bien de commencer une thèse, industrielle ou académique. L’accent est mis sur des compétences techniques qualifiant les étudiants pour prendre en main rapidement un dispositif expérimental. Les étudiants acquièrent aussi une solide culture dans les différents domaines de la physique quantique afin de pouvoir comprendre les problématiques qu’ils rencontreront, et participer activement à leur résolution. Le Master Technologies Quantiques proposé par l’USPN se distingue des autres Masters franciliens du domaine, qui correspondent à des formations très fondamentales.

Compétences et Réseaux

Pour assurer le succès de cette formation nous nous appuyons sur de solides compétences et des réseaux puissants.

Compétences pédagogiques

La physique quantique est le domaine de recherche de 15 enseignants chercheurs et chercheurs du laboratoire de Physique des Lasers (LPL). Ils peuvent ainsi faire des enseignements au plus proche des développements technologiques et scientifiques du quantique.

De nombreux enseignants chercheurs de l’USPN enseignent les matières de la « physique de la chaîne de mesure » (électronique analogique, électronique numérique, traitement du signal, acquisition, pilotage), dans les formations existantes de l’Institut Galilée à l’USPN (Licence Sciences pour l’Ingénieur, spécialité Ingénieur Instrumentation et Télécom).

Pour les cours orientés vers les technologies quantiques, des compétences existent aussi localement, en particulier en optique, et en techniques de salle blanche (l’USPN dispose d’une Centrale de Proximité en Nanotechnologies). Ils seront complétés par des extérieurs en M2, venant de startups ou de grandes entreprises, à des fins d’ouverture et d’illustration, avec une UE dédiée de 3 ECTS. Des créneaux seront réservés en M2 pour la visite de startups. Enfin des collègues du LIPN et du LAGA interviendront dans le cadre de séminaire sur l’actualité/l’intérêt de l’ordinateur quantique.

Compétences en recherche

Le Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) de l’USPN est très actif dans le domaine de la physique quantique, avec quatre expériences produisant des gaz quantiques, des équipes spécialistes en interférométrie atomique et en spectroscopie, et une équipe de métrologie impliquée dans le pilotage du réseau de dissémination des fréquences ultrastables (Refimeve). Des équipes de recherche d’autres laboratoire sont également impliquées dans ces thématiques (magnétisme au LSPM, cryptographie post-quantique au LIPN et algorithmes pour ordinateur quantiques au LAGA).

Infrastructures pour la recherche

Pour accélérer le développement des TQ au niveau national, l’état a sélectionné le projet QuanTEdu dans le cadre de France 2030. L’USPN est membre de ce consortium.

Dans le cadre de ce projet, nous avons monté plusieurs expériences qui serviront à illustrer les cours du Master : effet photoélectrique, absorption saturée, statistiques de photons…