Qui décide de l'avenir scientifique ?

France Culture. 6h30, 9h. Les matins de France Culture. 2026, vu par des prix Nobel. Depuis le studio 104 de la Maison de la Radio, nous recevons deux prix Nobel de physique. Michel Devoret, bonjour. Vous avez obtenu le prix Nobel de physique en 2025. Vous êtes professeur à l'Université de Californie, Santa Barbara, directeur scientifique à Google Quantum. Et Alain Aspect, professeur à l'Institut d'Optique, l'Université de Paris-Saclay, prix Nobel de physique 2022, pour des expériences validant l'intrication quantique pour m'accompagner, dialoguer avec vous. Je suis en compagnie de ma camarade Alexandra Delbault et puis la grande comédienne Dominique Blanc.

Et là également, elle va vous donner lecture dans quelques instants d'un discours de réception du prix Nobel. Mais peut-être tout d'abord, Alain Aspect, si vous deviez nous expliquer, nous néophytes, ce qui vous a valu le prix Nobel.

Oui, bonjour. J'ai eu le prix Nobel grâce, comme beaucoup d'entre nous, à un travail d'Einstein. En 1935, Einstein a découvert dans les équations de la physique quantique un phénomène qui lui paraissait tellement extraordinaire que ça l'a conduit à remettre en cause la vision que les physiciens avaient de l'époque de la physique quantique, du monde tel qu'il est décrit par la physique quantique.

Et puis, j'ai eu la chance, 70 ans plus tard, je ne sais plus, je n'arrive plus à compter, ce n'est pas grave, j'ai eu la chance de pouvoir faire une expérience qui a permis de trancher le débat qui avait eu lieu sur cette interprétation de la physique quantique entre Albert Einstein et Niels Bohr, certainement les deux plus grands physiciens du début du XXe siècle. Et la surprise, c'est que cette expérience a donné un résultat qui, dans une certaine mesure, donnait tort à Einstein. D'où la question du livre que vous avez devant vous, si Einstein avait connu les résultats de cette expérience, si Einstein l'avait su.

Publié aux éditions Odile Jacob, Michel, de vraie même question, vous aussi, vous vous êtes intéressé à l'effet quantique. Comment avez-vous découvert cela ? Et là aussi, quelle a été la spécificité de ce prix Nobel que vous avez obtenu en 2025 ? Oui, donc, en 2025, qui est l'année anniversaire du début de la mécanique quantique, nous avons reçu cette récompense Nobel pour des travaux qui avaient été faits 40 ans auparavant et qui testaient les fondements de la mécanique quantique, un peu comme l'avait fait Alain Aspect une dizaine d'années auparavant. Donc, de quoi s'agit-il ?

Donc, la physique quantique, telle qu'elle avait été développée il y a une centaine d'années, s'applique au monde des particules comme les électrons, les atomes. Mais, dans les années 70-80, on s'est posé la question de savoir si cette mécanique quantique pouvait aussi opérer au niveau macroscopique des circuits électriques. Donc, des variables comme le courant ou la tension dans un circuit électrique sont dites macroscopiques, elles font intervenir un très grand nombre de particules. et il n'était pas du tout certain que la mécanique quantique puisse s'appliquer à ce niveau.

Et les expériences qui ont été réalisées par John Clark, John Martinez et moi-même ont montré que la mécanique quantique fonctionnait aussi à ce niveau, ce qui a permis, disons, de construire des atomes artificiels, donc des systèmes quantiques sur lesquels on pouvait, en quelque sorte, brancher des fils, ce qui représentait un progrès par rapport aux atomes naturels qui sont isolés les uns des autres et que l'on doit maintenir dans le vide, alors que nos atomes artificiels sont sur des puces et donc ne s'enfuient pas à la moindre perturbation.

Alors, quand on a su qu'on allait vous recevoir, Michel Devoray, on m'a dit, surtout, tu ne lui parles pas de l'infiniment petit et de l'infiniment grand, il n'aime pas du tout ça. Oui, oui. Effectivement, souvent, on parle de physique quantique dans le contexte de ce qu'on appelle, ce que les journalistes aiment appeler l'infiniment petit.

Vous me regardez à ce moment-là.

Et donc, moi, j'aime bien dire qu'en physique, il n'y a absolument pas d'infini. Si vous passez du plus petit possible au plus grand, il y a, bon, vous pouvez tout décrire avec des nombres, avec 100 chiffres seulement. Et donc, ça, c'est très, très loin de l'infini. Alexandre Adelbeau.

Est-ce qu'on peut comparer vos découvertes l'une et l'autre ? Ce sont toutes deux des recherches très fondamentales. Michel Devoray, vous parliez de brancher des fils, donc on en perçoit des applications. Mais est-ce que, selon vous, à l'aspect, ce sont deux phénomènes différents ou deux expressions d'un même phénomène, en fait, quantique ? Je crois que ça montre la puissance de la théorie quantique.

Une bonne théorie physique est une théorie qui, non seulement rend compte de phénomènes que l'on connaissait déjà, par exemple la stabilité de la matière, mais qu'on ne savait pas expliquer dans le contexte de la physique du XIXe siècle, dont la physique quantique, au départ, permet de comprendre, de décrire correctement des phénomènes qu'on connaissait déjà. Mais une bonne théorie physique est une théorie qui permet, en plus de prévoir des phénomènes qu'on n'a encore jamais observés, on va au laboratoire et on l'observe. Et en ce sens, nos démarches sont identiques.

J'ai validé ce qui était prévu par les équations de la physique quantique en ce qui concerne l'intrication de deux objets éloignés, et Michel a validé les prédictions de la physique quantique en ce qui concerne des objets anormalement gros, par rapport à ce à quoi ça s'appliquait jusque-là. Michel Devoray.

Oui, et il faut souligner d'ailleurs que nos recherches sont parties de considérations fondamentales, donc de problèmes posés par la physique quantique, mais qu'elles débouchent sur des applications. Donc ça prend évidemment des décennies, mais elles finissent par avoir des applications pratiques. C'est très important de rappeler que les applications pratiques du monde actuel, les lasers, les transistors, qui sont essentiels pour l'informatique, ont été conçues à partir de questions fondamentales, justement sur la physique quantique.

Ça finalement, c'est la première révolution quantique, et là on entre dans la seconde révolution quantique, on ne l'a pas encore atteinte, qu'est-ce qu'on peut attendre justement de cette entrée-là, quand, finalement vu qu'on essaye de voir l'avenir, quand on entrera selon vous, Michel Devoray, dans cette seconde révolution quantique ?

Alors Alain va dire qu'on y est déjà.

Non, pas vraiment, parce que moi j'aime bien définir les révolutions scientifiques comme d'une part un concept, puis des progrès scientifiques, et finalement le bouleversement de la société. Et sur la seconde révolution quantique, on a le concept, on a certainement les applications scientifiques, mais ce qui va révolutionner la société, on ne sait pas encore, donc on n'est pas complètement au bout, Michel.

Ce qui peut le révolutionner, c'est l'ordinateur quantique. Est-ce qu'aujourd'hui, il fonctionne véritablement ? Qu'est-ce que ça représente comme innovation, de manière quasi concrète, à l'aspect ?

Alors, il fonctionne dans un mode dégradé, en particulier dans ce qu'on appelle le mode de simulation, où il est capable de produire des résultats que l'on ne peut pas obtenir avec des ordinateurs classiques, mais ce sont sur des problèmes extrêmement spécifiques, je dirais des problèmes qui n'intéressent que les physiciens. On est encore loin d'avoir un ordinateur quantique universel qui permettraient de répondre à des problèmes très généraux, mais je suis stupéfait de la vitesse à laquelle les choses progressent.

Michel, de Vauré, même chose sur, là aussi, la cryptographie quantique, qui est quelque chose qui agite beaucoup les esprits, une cryptographie qui serait inviolable, on peut dire ça ? Oui, alors, effectivement, c'est une cryptographie qui est garantie par les lois de la physique. Donc, on peut utiliser les lois de la physique quantique pour transmettre des messages et être certain que ces messages n'ont pas été interceptés par un adversaire.

Justement, encore, sur l'ordinateur quantique, Michel, de Vauré, vous travaillez chez Google, il y a tous ces géants, Google, IBM, Microsoft, et puis les très nombreuses start-up, notamment la Votre, Alain Aspect, qui travaille sur ces questions, qui s'appelle Pascal. Comment est-ce qu'on se place dans cette course face à des acteurs aussi grands, avec des start-up qui sont donc entre le public et le privé ? Est-ce qu'il y a un objectif, une démarche qui est différente ? Alors, je crois que la démarche est la même, parce qu'il me semble que même les grandes compagnies, lorsqu'elles font ce type de recherche, elles sont obligées d'adopter la même démarche que les start-up.

Si je prends l'exemple de Pascal, mais en France, on a un écosystème de start-up quantique tout à fait remarquable, mais si je prends l'exemple de Pascal, Pascal est né de recherche fondamentale à l'Institut d'Optique. Elle essaye de construire un équivalent industriel, c'est-à-dire pouce-bouton, entre guillemets, d'une expérience de recherche fondamentale qui, elle, demande d'avoir trois post-docs, cinq doctorants, etc. Et l'aller-retour est permanent entre la Société Pascal et le laboratoire de l'Institut d'Optique dont elle est partie. D'ailleurs, il y a des laboratoires communs au CNRS, un Institut d'Optique à la Société Pascal.

Et je pense, enfin Michel va nous le dire, mais que lorsque les grandes sociétés font ce type de recherche, finalement, elles ont une démarche qui n'est pas si différente.

Oui, et puis de toute façon, elles se basent sur un certain nombre de travaux qui se font dans le milieu académique ou à petite échelle dans les start-up. Il faut comprendre que ce projet d'ordinateur quantique, c'est ce qu'on appelle de la big science, c'est-à-dire une recherche qui combine à la fois la physique fondamentale, la physique académique, mais aussi l'ingénierie. Il faut faire travailler des ingénieurs et des physiciens ensemble, un petit peu comme l'ont fait donc les physiciens des particules. Mais quand vous travaillez là-dessus, Michel Devoray, est-ce que vous avez l'impression que c'est un changement de degré ou un changement de nature ?

Est-ce que l'ordinateur quantique, lorsqu'il sera déployé, il va nous permettre d'entrer dans un nouveau type de recherche scientifique ou il va être l'accélération d'un certain nombre de capacités dont nous avons déjà la possession ? Alors, disons, le rêve qui est derrière l'ordinateur quantique, c'est ce que j'appellerais le vrai génie chimique, c'est-à-dire la possibilité, à partir d'une fonction qu'on cherche à réaliser, de comprendre quelle molécule va réaliser cette fonction, ce que les calculs de chimie ne parviennent pas à faire actuellement.

Ce qu'on appelle en général le génie chimique, c'est la possibilité de prendre une réaction qui se fait à petite échelle dans le laboratoire et de faire de grandes usines chimiques qui font cette réaction à une grande échelle. Le vrai génie chimique serait la prédiction de la molécule qui réalise une certaine fonction. Et ça, actuellement, ça demande des calculs qui sont infaisables, absolument infaisables, par exemple, pour des raisons simplement de stockage mémoire avec les ordinateurs classiques actuels. Donc ça, c'est une des promesses très importantes de l'ordinateur quantique, c'est ce vrai génie chimique.

Si je peux rajouter un mot, quand Michel parle de molécules chimiques, il pense aussi à des molécules, à des médicaments. Il faut voir qu'on croit que l'ordinateur quantique pourrait, exactement dans la voie qu'il vient d'énoncer, conduire à imaginer et à créer de nouveaux médicaments.

Alexandre Adelbo.

Est-ce qu'il y a d'autres, justement, actions un petit peu concrètes pour qu'on reste dans le concret, donc accélérer la recherche sur les médicaments, et puis quoi d'autre, justement, avec cet ordinateur ? Eh bien, moi, il y a un problème que j'aime bien, c'est un problème d'optimisation, tout simplement, le fait de l'équilibrage de la grille électrique. Vous avez des centrales qui produisent de l'électricité, vous avez des panneaux solaires qui en produisent plus ou moins suivant l'ensoleillement, des éoliennes qui plus ou moins suivant le vent, et il faut en permanence adapter l'offre à la demande parce que, grosso modo, on ne sait pas stocker l'électricité.

Eh bien, l'optimisation de la grille électrique est un problème qu'on ne peut pas résoudre avec les ordinateurs actuels sans faire des approximations assez fortes, et on a un espoir non négligeable que l'ordinateur quantique permettrait de faire ça très vite, parce que, évidemment, si vous optimisez avec 24 heures de retard, ça ne sert à rien, il faut le faire très vite.

Alexandre a parlé du concret. Pour aller dans l'abstrait, justement, Michel Devoret, comment votre cerveau est-il fait lorsque vous parlez de brancher des fils sur des électrons ? Est-ce que vous trouvez des métaphores qui vous permettent de rendre concret des choses très abstraites ? Est-ce que vous raisonnez toujours dans l'abstrait ? Non, non, absolument pas. Donc, nous, nous sommes, Alain et moi, des physiciens expérimentateurs. Donc, on est issus, finalement, de réalisations, d'abord, de conceptions d'instruments. Il faut mettre au point des systèmes. Les expériences de physique sont essentiellement des bricolages assez compliqués qui nécessitent une approche manuelle.

il faut avoir une certaine habileté manuelle et une certaine... Aussi, moi, je pense qu'Alain va être d'accord, on doit se faire une représentation très imagée des phénomènes. C'est très important d'être... On pense que la physique quantique, c'est très mathématique, mais au niveau de la conception des expériences, il faut avoir une représentation concrète en termes d'images, des électrons, des atomes, pour imaginer de nouvelles expériences.

Qu'est-ce que vous en pensez, Alain Aspect ? Eh bien, je crois que cette affaire d'avoir des images et des métaphores, elle est essentielle. Quand j'ai commencé à travailler sur le sujet, au début des années 1970, la grande majorité des physiciens quantiques adoptaient, au moins officiellement, la position qui s'appelle « shut up and calculate », ne pose pas de questions et calcule, c'est-à-dire regarde la solution des équations, va comparer dans le laboratoire et si ça marche, ne te pose pas de questions.

Et je crois qu'aussi bien Michel que moi, nous avons essayé d'utiliser des images basées en particulier sur le travail d'Einstein qui nous a suggéré des images pour représenter ce phénomène extraordinaire de l'intrication et je suis complètement d'accord avec Michel, nous avons des images même si je dois admettre que les images que nous avons, encore une fois je l'explique dans le livre, elles sont auto-contradictoires mais ça, c'est pas grave, ça nous permet d'avancer.

Si Einstein avait su, c'est votre livre, Alain Aspect, vous êtes prix Nobel de physique 2022, merci Michel Devoray, prix Nobel de physique 2025, cette matinale consacrée au prix Nobel se poursuit en compagnie de ma camarade Alexandre Adelbeau, Dominique Blanc, la grande comédienne, nous donnera lecture dans quelques instants des discours de réception de certains récipients d'hier du prix Nobel et puis chaque personne dans ce studio 104 a une carte postale spéciale pour cette matinale et si elle le souhaite, elle peut laisser un mot, déposer la carte à la sortie avec un petit commentaire, un petit mot d'amour vis-à-vis des prix Nobel, vis-à-vis de France Culture, de la maison, de la radio, évidemment, nos auditrices, nos auditeurs peuvent en faire autant par mail.

En attendant, il est 8h sur France Culture. Merci d'avoir regardé cette vidéo !