Prix Nobel de physique 2025 : "Il y a une école française de la physique quantique"

Et un grand entretien ce matin avec Marion Lourd. Nous sommes avec deux invités exceptionnels alors que la semaine des prix Nobel vient de se conclure. Nous sommes heureux et honorés de recevoir ce matin non pas un, mais deux lauréats du prix Nobel de physique. Avec nous en studio Alain Aspect. Bonjour ! Bonjour ! Prix Nobel 2022, professeur à l'Institut d'optique de Paris-Saclay, professeur à l'école Polytechnique, directeur de recherche émérite au CNRS et auteur de Si Einstein avait su, livre que vous avez publié chez Odile Jacob. Et avec nous depuis Santa Barbara, le prix Nobel de physique 2025, Michel Devoret, bonjour ! Bonjour ! Merci infiniment d'être avec nous.

Il est très tard chez vous à Santa Barbara en Californie. Vous êtes professeur de physique appliquée à l'université de Yale. Vous avez également des laboratoires à Santa Barbara et vous avez reçu le prix Nobel 2025 avec le britannique John Clark et l'américain John Martinis. Vous connaissez tous les deux très bien, Michel Devoret et Alain Aspect. Vos travaux portent à tous les deux sur la physique quantique et on a beaucoup de questions à vous poser ce matin. Nos auditeurs également, ils peuvent appeler au 01 45 24 7000 au standard ou nous écrire sur l'application Radio France. D'abord, un grand bravo, Michel Devoret et félicitations ! Merci !

Qu'est-ce que vous avez appris lorsque vous avez découvert que vos travaux étaient récompensés ? C'est vrai que vous avez d'abord cru à une farce ?

Oui, mon téléphone, comme beaucoup de gens, était coupé pendant la nuit. Et puis, de toute façon, je ne réponds pas aux coups de téléphone qui ne sont pas dans ma liste de contacts. Donc là, je n'avais aucune chance de recevoir le message de Socol.

Mais en revanche, vous vous réveillez à Santa Barbara ?

Donc, en fait, quand je me suis levé à 7h du matin, mon téléphone crépitait et donc j'ai effectivement cru à une blague. Et c'est pour ça que j'ai téléphoné immédiatement à ma fille qui habite Paris et qui était donc 9h en avance sur moi et qui avait déjà été soumise aux médias. Donc là, avec elle, j'ai su que c'était vrai.

Et donc, vous avez été très surpris. Vous n'aviez même pas réalisé que c'était l'époque des Nobels parce qu'en ce moment, vous avez trois boulots.

Oui, je suis en train de déménager mon laboratoire de Yale en Californie. Et donc, oui, il y avait pas mal de soucis dans ce déménagement. Et c'était plutôt ça qui me préoccupait que la saison des prix Nobel.

Alors, grâce à vous, en tout cas, Michel Devoret, beaucoup d'entre nous ont découvert l'effet tunnel quantique macroscopique, la quantification de l'énergie dans un circuit électrique. On va essayer d'être les plus pédagogues possibles pour nos auditeurs, mais je pense également à Marion et moi. Alain Aspect, comment est-ce qu'on peut décrire les travaux le plus simplement possible de Michel Devoret et en quoi est-ce que ce Nobel est important ? Vous qui l'avez reçu sur le même domaine, la physique quantique, il y a trois ans, ce prix Nobel 2025, qu'est-ce qu'il récompense ?

Alors, tout d'abord, bonjour Michel, on se connaît depuis longtemps, mais on ne s'est pas encore en face à face depuis la bonne nouvelle. Oui, ce que représente son prix Nobel, c'est une évolution dans la compréhension toujours plus profonde du monde quantique.

L'infiniment petit, en fait.

Alors, le monde quantique, c'est l'infiniment petit, et les gens comme moi, mais depuis le début du XXe siècle, travaillent sur des objets quantiques qui nous sont donnés par la nature, des atomes, des ions, des photons. Ils sont, si j'ose dire, quantiques par construction. Et ce à quoi s'est attaqué Michel Devoret et avec ses collègues, c'est à des objets quantiques artificiels qu'ils constituent par des technologies, des technologies très fines, des nanotechnologies, et donc ce sont des objets que l'on fabrique. Et la question qui se pose, c'est est-ce qu'on arrive à voir sur eux les propriétés quantiques et combien gros peuvent-ils être ?

Jusqu'à quelle taille peut-on faire croître ces objets artificiels tout en préservant leurs propriétés quantiques ? Voilà la question à laquelle ont répondu les lauréats de cette année.

Alors, grande question Michel Devoret. On explique souvent votre travail avec une métaphore, la métaphore de la balle. Imaginons une balle de tennis, si on la lance contre un mur, elle rebondit évidemment. En mécanique quantique, cette balle, elle peut traverser le mur grâce à la formation d'une sorte de tunnel invisible. Si je dis ça, est-ce que je dis quelque chose qui est compréhensible pour tous ?

Oui, moi j'aime présenter cet effet d'une façon un peu différente. Si vous enfermez une particule quantique en prison, elle va pouvoir creuser un tunnel pour se libérer de prison. L'effet tunnel, finalement, c'est une loi de liberté qui empêche de confiner une particule. Historiquement, cet effet a été mis en évidence par la désintégration alpha. Les particules alpha quittent le noyau par effet tunnel. Alors, arrêtez-moi si je me trompe, mais ça veut dire que quand il y a un circuit électrique auquel il manque un tout petit infime bout, l'électricité peut circuler des deux côtés malgré l'absence de fils ou de conducteurs, c'est ça ?

Non, dans le cas de notre expérience, c'était plutôt le passage entre deux états du circuit. Dans le premier état, le courant circulait sans tension au banc du circuit, parce que c'est un circuit supraconducteur. Mais au bout d'un certain temps, spontanément, le circuit passe quantiquement dans un autre état et là, une tension se manifeste au banc du circuit. Le circuit cesse de faire circuler le courant sans tension. La tension croît, croît, croît. Et puis, à un moment donné, la supraconductivité cesse. Donc, le phénomène se stabilise. Alors, comme nous, les auditeurs de France Inter ont beaucoup de questions, il y en a un qui est au standard, c'est Jean-Louis. Bonjour Jean-Louis.

Bonjour.

Et vous avez exactement la même question que moi, alors allez-y.

Donc, ma question est la suivante. Quels sont, outre l'ordinateur quantique, les applications pratiques, disons, et à quelle échéance peut-on voir des appareils quantiques, disons, apparaître dans la vie courante ?

Alors, merci pour cette question Jean-Louis. Alain Aspect, il faut dire que vos travaux et ceux de Michel Devoret, qui sont tous les deux consacrés à la physique quantique, ils se nourrissent l'un l'autre. Et donc, vous allez pouvoir nous expliquer, effectivement, ça peut mener à l'ordinateur quantique, l'ordinateur hyperpuissant, et puis ?

Oui, alors, pourquoi ça mène à l'ordinateur quantique ? C'est parce qu'aujourd'hui, on tente d'utiliser les unités élémentaires d'information qu'on appelle les bits. Traditionnellement, ce que vous avez dans votre téléphone, dans votre ordinateur, ce sont des bits classiques. 0, 1. Voilà. Des 0 et des 1. Et dans l'ordinateur quantique, on veut utiliser des bits quantiques, qui, eux, peuvent valoir 0, 1, ou des superpositions de 0 et 1, un peu comme le chat de Schrödinger, qui est à la fois vivant et mort. Vous voyez, c'est ça qui est dans la boîte. Voilà. En tout cas, ça calcule beaucoup plus vite. Voilà. Et donc, encore une fois, on se retrouve aujourd'hui avec plusieurs variétés.

Les atomes, les ions, les photons, qu'on utilise comme bits quantiques. Mais les travaux de Michel Devoré et de ses collègues ont ouvert la voie à l'utilisation de circuits supraconducteurs que l'on essaie d'utiliser comme élément d'information quantique de base.

Michel Devoré, vous avez reçu les félicitations du comité Nobel, mais également du président de la République qui disait, Emmanuel Macron, que vous ouvriez un champ considérable pour le progrès, notamment pour le progrès dans l'informatique et la conception, non seulement de l'intelligence artificielle, celle de demain, mais d'ordinateurs extrêmement puissants, beaucoup plus complexes que nos ordinateurs classiques. Est-ce que c'est aussi simple que ça ? Et à quoi peuvent servir, à quoi peuvent être appliquées vos recherches ?

Alors effectivement, comme l'a mentionné Alain, les circuits supraconducteurs quantiques, ce sont une des façons actuelles les plus performantes d'implémenter l'ordinateur quantique, mais il y a d'autres applications, notamment des applications aux censeurs quantiques qui permettent de mesurer, par exemple, des phénomènes infimes, comme la résonance magnétique d'un seul noyau. C'est un travail qui se fait, par exemple, à Saclay, au CERA Saclay. Ça, ça sert pour les IRM, par exemple, pour être très, très concret ? Ça permettrait de nouvelles méthodes en imagerie, en imagerie d'une molécule unique, avec, effectivement, en complément l'ordinateur quantique, pour inverser les données.

C'est-à-dire, Alain Aspect, expliquez-nous ce que vient de dire et qui n'est pas forcément intuitif, Michel Devoret.

Alors, d'abord, ce qu'il a dit, ça s'inscrit dans ce qu'on a observé depuis des décennies, à savoir que toutes nouvelles découvertes fondamentales quantiques très souvent trouvent des applications dans le domaine du médical et, en particulier, de l'imagerie. Et la dernière phrase de Michel, excuse-moi, Michel, je vais commenter, la dernière phrase de Michel fait référence au fait que lorsqu'on a un grand nombre de données, eh bien, pour reconstruire l'image à partir de ce grand nombre de données, ça devient extrêmement complexe et on espère que l'ordinateur quantique donnera un coup de main pour reconstituer l'information finale, celle que le médecin pourra observer.

Celle que le médecin pourra observer, donc, évidemment, avec des applications médicales et on l'espère. Il y a aussi quelque chose comme une révolution scientifique en cours à écouter le comité Nobel qui vous a récompensé tous les deux. Vous, vous êtes à Google, Google, Michel Devoray, qu'est-ce que vous y faites ?

Oui, bon, je suis... J'ai un rôle de conseiller, de conseiller scientifique pour une partie de Google qui se trouve à Santa Barbara et qui construit un ordinateur quantique. D'ailleurs, ce travail a été initié à Google par John Martinis qui est un des colorés et qui est un collègue et un ami depuis très longtemps.

Et dans cette recherche auquel vous vous consacrez, à Google, l'idée, c'est de produire une intelligence artificielle qui devrait nous aider à quoi ?

Alors, effectivement, le fondateur de cette partie de Google, qui est Hartmut Neven, qui est un neurophysiologiste, lui, il a eu la vision qu'en fait, si on voulait, disons, faire de l'intelligence artificielle pour décrire les phénomènes de la nature, il fallait avoir une base de données qui incluait les données quantiques. Donc, effectivement, ce laboratoire a le nom de Quantum, qui est juste à pose Quantum et intelligence artificielle. Quantum I.A. Google. Voilà, c'est ça. L'idée, c'est que des phénomènes quantiques sont nécessaires pour constituer une base de données, disons, sérieuse pour l'intelligence artificielle, notamment dans le cadre de la chimie.

Donc, vous pouvez utiliser un ordinateur quantique pour prédire des structures chimiques et donc enrichir les bases de données sur les molécules et donc, par extrapolation, comprendre mieux la façon dont on construit de nouvelles molécules.

Alors, il y a de nombreux auditeurs qui vous félicitent chaleureusement. Michel Devoret et Mélodie qui vous disent « Bravo, Bruno ! » qui vous dit tout simplement « Félicitations ! » Mais beaucoup s'intéressent à la France, au financement, à l'organisation de la recherche en France et en Europe et ça, ça ne vous surprendra pas, Alain Aspect.

Oui, alors, c'est l'occasion de rappeler que, certes, Michel est récompensé pour le travail qu'il a fait dans l'équipe de John Clark lorsqu'il était en post-doc, comme on dit, en séjour post-doctoral. Mais il est revenu en France où il a monté avec ses collègues Daniel Esteve et Christian Urbina un magnifique laboratoire au CEA à Saclay qui est complètement dans le coup, qui a joué un rôle clé par exemple dans l'émergence justement des bits quantiques basées sur les supraconducteurs. Donc, on peut dire que la France n'est pas larguée. Certes, il y a des problèmes de crédit. Ce n'est pas un secret que le budget de la France n'est pas florissant.

Heureusement, je le répète à chaque fois, nous avons l'Europe qui donne le coup de pouce nécessaire, ce qui fait que les laboratoires français arrivent quand même à tenir leur rang la preuve. Alors,

Cocoréco ! Quand même, Alain Spé, cette Nobel de physique français au 21ème siècle, il y a une école française, c'est une excellente française.

Exactement, vous avez prononcé le mot, il y a une école française et cette école française, en particulier, c'est une école de professeurs. C'est-à-dire que, suivant l'exemple par exemple de Claude Quintanouji, de Serge Haroche, nous avons tous envie de communiquer à nos étudiants, à expliquer le plus clairement possible ces sujets qui sont complexes et je crois que c'est ça qui crée l'école française quantique, c'est cette volonté à chaque pas de ne pas rester obscur, mais d'expliquer aux étudiants ce qu'on fait.

Mais vous, Michel Devoray, vous êtes de l'école française mais ça fait 20 ans que vous êtes aux Etats-Unis, vous avez choisi l'exil en quelque sorte, vu le changement de contexte, vous n'avez pas prévu de rentrer prochainement ? Non, non, mais ce n'est pas un exil. D'ailleurs, il faut rappeler que j'ai travaillé 25 ans en France et puis... Là, vous êtes aux Etats-Unis, vous avez fait ce choix. Oui, mais j'ai eu la chance, moi, disons, d'expérimenter deux systèmes de recherche très complémentaires mais qui ont chacun leur mérite. Et ça,

on le voit d'ailleurs avec l'amitié que vous entretenez avec non seulement notre ami Alain Aspect, mais avec la grande équipe, la grande famille de Saclay. Est-ce qu'il y a, Michel Devoray et Alain Aspect, et j'aimerais que vous parliez l'un à l'autre une forme d'amitié qui peut se nouer autour de ce qui est le plus scientifique, la science la plus dure, en l'occurrence, celle sur laquelle vous travaillez ?

Je vais répondre en premier puisque je suis plus près de vous. Oui, il y a une amitié. D'abord, l'amitié, elle se nourrit des personnalités. On a des atomes crochés, on n'en a pas. Avec Michel, il se trouve que c'est toujours extrêmement bien entendu. Et puis, quelque chose qui est très intéressant, c'est que nos domaines sont voisins et complémentaires. Comme je l'ai répété, moi je travaille sur des objets que la nature me donne et lui fabrique ces objets. Et le fait d'arriver à comprendre si les propriétés sont les mêmes, exactement les mêmes, pas tout à fait les mêmes, je crois que ça a provoqué chez nous un nombre incalculable de discussions.

Michel Devoray. Oui, d'abord, je voudrais dire quand même que notre travail sur ces effets macroscopiques ont été très inspirés par les expériences d'Alain dans les années 70. Je voudrais quand même dire que je faisais partie du public pendant sa thèse où on ne pouvait pas s'asseoir, il fallait rester debout.

C'est une rockstar, Alain Aspect, dans le domaine de la physique, Michel Devoray.

Ce qui était très inspirant dans le travail d'Alain, c'est qu'il, finalement, c'était une recherche très fondamentale qui testait les principes même de la mécanique quantique. Ça a été l'ambition aussi de notre expérience.

Alors justement, j'aimerais vous entendre répondre à Thierry parce que lorsqu'on parle de travaux qui sont liés notamment au progrès de l'informatique pour employer un vocabulaire très très large et commun, beaucoup d'auditeurs comme Thierry s'interrogent sur l'empreinte carbone des futures applications, justement, celles qui utilisent la physique quantique, celles qui utilisent l'intelligence artificielle et les supercalculateurs, cette empreinte carbone, est-ce qu'elle est absolument inévitable ? Est-ce qu'elle sera massive, profondément gravée dans le sol

à l'inspect ? Alors d'abord, l'empreinte carbone n'existe que si on utilise des sources d'énergie qui émettent du carbone. Je vous rappelle que les centrales nucléaires, elles, n'émettent pas de carbone. Mais au-delà de ça, on parle d'avantages quantiques et la première idée sur avantages quantiques, c'est que l'ordinateur quantique va calculer plus vite et de façon plus puissante que l'ordinateur de base. Mais une autre facette de l'avantage quantique qu'on espère voir bientôt démontrer, c'est que peut-être l'ordinateur quantique pourra faire les mêmes calculs qu'un ordinateur classique en dépensant moins d'énergie.

Donc je suis un optimiste, j'ai été élevé dans la croyance que la technologie permet de résoudre les problèmes et ce serait quand même très intéressant que précisément l'ordinateur quantique nous permette d'économiser de l'énergie sur des calculs compliqués.

Michel Devoray, même question, est-ce que le bonheur de la recherche, même la recherche fondamentale, c'est le malheur écologique ?

Ah non, pas du tout, parce que là, justement, comme le dit Alain, en fait, les principes de la mécanique quantique, enfin les principes même du calcul quantique, se reposent sur, en fait, une dissipation absolument minimale d'énergie. Il faut que le circuit dissipe le moins possible pour que le calcul quantique marche. Donc, disons, sur le plan des principes fondamentaux, c'est plutôt un calcul le plus économique possible. Alors maintenant, vous allez me dire, en ce qui concerne les circuits supraconducteurs, il faut les refroidir à pratiquement très près du zéro absolu.

Mais dans le cas de grosses machines, il y a des économies d'échelle qui feraient espérer quand même que ça serait des calculateurs moins gourmands en énergie. Alors, question à tous les deux, peut-être, qu'est-ce que ça change un prix Nobel à l'inspect ? Ça fait trois ans, qu'est-ce que ça a changé ?

Bon, ça change une avalanche d'invitations, donc une obligation de refuser la plupart des invitations parce qu'on n'a que 24 heures par jour. Mais ça donne quand même la possibilité de parler de science au grand public. Je crois que la science a bien besoin qu'on la défende quand on pense, par exemple, au ministre des Vaccinations aux Etats-Unis qui est contre les vaccinations. On a besoin de faire campagne en faveur de la science et le prix Nobel me donne beaucoup de tribunes. Michel Devoret ?

Oui, je suis tout à fait d'accord. En ce qui me concerne, depuis quatre jours, j'ai l'impression de vivre dans un univers parallèle. Mais je pense que c'est effectivement la mission d'un lauréat du prix Nobel. Justement, c'est de faire ce que dit Alain. C'est justement d'aller parler de science et de la défendre. et surtout, je pense, la communiquer aux jeunes étudiants.

Oui, alors ça, c'est très important.

Qu'elle n'est pas inscrite dans le marbre, qu'elle peut être remise en question, ça, c'est très important.

Donc, vous allez aller à la rencontre de lycéens, d'étudiants pour les motiver à faire de la science dans les mois, les années qui viennent, Michel Devoret ?

Écoutez, moi, j'ai bénéficié énormément justement de ces exposés des lauréats du prix Nobel qui sont mes aînés. Donc, évidemment, j'ai un sentiment, j'ai une volonté de rendre. Oui, ça, bien sûr.

Écoutez, félicitations encore et merci infiniment d'avoir veillé pour être avec nous si tard depuis la Californie et Santa Barbara. Il y a un mot d'Alain Aspect pour vous, Michel Devoret.

Michel, tu as peut-être remarqué que tu as eu le prix Nobel 40 ans après les expériences qui t'ont conduit au prix Nobel. C'était la même chose pour moi et je me disais qu'en ce qui concerne le prix Nobel de la paix, le président Trump va devoir attendre quelque temps.

Au moins 40 ans. Et on entend votre rire, Michel Devoret. Très, très bonne nuit pour vous, très belle journée pour vous, Alain Aspect. Merci d'avoir été notre invité et c'était un honneur de vous avoir tous les deux. Je rappelle donc Alain Aspect si Einstein avait su s'est publié chez Odile Jacob. et c'est persuagié

avec eux.