Les technologies de l'information et de la communication d'aujourd'hui sont nées de l'invention et du développement de la mécanique quantique au cours du siècle dernier. Mais, aussi chouette soit-il que des milliards de transistors puissent être emballés dans votre smartphone ou que les photons soient acheminés sur Internet à l'aide de lasers, les dispositifs qui sous-tendent la "première révolution quantique" reposent simplement sur les propriétés étranges de la mécanique quantique - ils ne les utilisent pas directement.

L'Initiative de technologie quantique du CERN (QTI), annoncée par la Directrice générale du CERN Fabiola Gianotti en juin, voit le CERN se joindre à un effort mondial en pleine croissance pour provoquer une « deuxième révolution quantique » - par laquelle des phénomènes tels que la superposition et l'intrication, qui permettent à un objet d'être à deux endroits en même temps ou d'en influencer un autre instantanément, sont exploités pour construire de nouveaux calculs, la communication, dispositifs de détection et de simulation.

Il est difficile de prédire l'impact de ces technologies quantiques sur la société, mais pour la physique des hautes énergies et le CERN, les avantages sont clairs. Ils incluent des algorithmes de calcul avancés pour faire face aux futurs défis d'analyse de données, des détecteurs ultrasensibles pour rechercher des particules à secteurs cachés et des ondes gravitationnelles, et l'utilisation de systèmes quantiques bien contrôlés pour simuler ou reproduire le comportement de phénomènes quantiques complexes à N corps pour la recherche théorique.

Bien que relativement nouveau sur la scène des technologies quantiques, Le CERN est dans la position unique d'avoir en un seul endroit l'ensemble diversifié de compétences et de technologies - y compris les logiciels, informatique et science des données, théorie, capteurs, cryogénie, l'électronique et la science des matériaux – nécessaires à une telle entreprise multidisciplinaire. AEgIS au décélérateur d'antiprotons du CERN, qui est capable d'explorer la nature multiparticulaire enchevêtrée des photons issus de l'annihilation du positronium, est l'un des nombreux exemples d'expériences existantes du CERN qui fonctionnent déjà dans des domaines technologiques pertinents. Le CERN fournit également des cas d'utilisation précieux pour aider à comparer les approches classiques et quantiques à certaines applications, comme cela a été démontré récemment lorsqu'une équipe de Caltech a utilisé un ordinateur quantique comprenant 1098 qubits supraconducteurs pour « redécouvrir » le boson de Higgs à partir des données du LHC. Le riche réseau de relations académiques et industrielles du CERN travaillant dans le cadre de collaborations uniques telles que CERN openlab est un atout supplémentaire.

Le chemin vers le QTI du CERN a commencé avec un atelier sur l'informatique quantique en physique des hautes énergies organisé par le CERN openlab en novembre 2018, qui a été suivie de plusieurs initiatives, projets pilotes et événements. Au cours des trois années suivantes, l'initiative évaluera l'impact potentiel des technologies quantiques sur le CERN et la physique des hautes énergies à l'échelle du HL-LHC (fin des années 2030) et au-delà. La gouvernance et les instruments opérationnels sont en cours de finalisation et des objectifs concrets de R&D sont définis dans les quatre grands domaines des technologies quantiques :informatique ; détection et métrologie; la communication; et la simulation et le traitement de l'information. Le CERN QTI développera également un programme international d'éducation et de formation en collaboration avec des experts, universités et industrie, et identifier des mécanismes de partage des connaissances au sein des États membres du CERN, la communauté de la physique des hautes énergies, autres communautés de recherche scientifique et la société en général.

« En participant à ce domaine en pleine croissance, Le CERN a non seulement beaucoup à offrir, mais peut aussi en bénéficier directement, " dit Alberto Di Meglio, coordinateur du CERN QTI et responsable du CERN openlab. "L'Initiative de technologie quantique du CERN, en aidant à structurer et coordonner les activités avec notre communauté et les nombreuses initiatives internationales publiques et privées, est une étape vitale pour se préparer à cet avenir quantique passionnant. »