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Raymond Laflamme : voir grand avec l'infiniment petit

ENTREVUE - Ancien étudiant du célèbre astrophysicien Stephen Hawking, Raymond Laflamme est l'un des chercheurs les plus en vue à l'échelle mondiale pour ses travaux en information quantique. Ce domaine pourrait révolutionner les ordinateurs du futur.

Un texte de Sophie Vallée

Raymond Laflamme est le titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur l'information quantique, c'est-à-dire qu'il utilise la mécanique quantique pour repenser les technologies de l'information présentes un peu partout dans notre société.

La mécanique quantique, c'est la loi de l'infiniment petit. Que se passerait-il si les ordinateurs, téléphones cellulaires ou satellites utilisaient ces principes, au lieu de ceux de la physique classique?

C'est ce que tente de déterminer Raymond Laflamme, qui vient tout juste de terminer son mandat en tant que directeur général de l'Institut de calcul quantique de l'Université de Waterloo, qui fêtait ses 15 ans d'existence cette année.

Stephen Hawking en a profité pour remercier son ancien étudiant, pour son implication au sein de l'Institution de renommée mondiale.

Quel est votre parcours ?

Je suis né dans la Ville de Québec et j’ai fait mon baccalauréat en physique à l'Université Laval. Ensuite, je suis allé à l'Université de Cambridge, en Angleterre. J'ai travaillé avec Stephen Hawking sur la cosmologie. Je voulais essayer de comprendre l'Univers tel que décrit par la mécanique quantique.

Stephen Hawking était mon directeur de thèse et le premier problème scientifique que j'ai dû résoudre pour lui a ultimement changé sa perception quant à la direction du temps dans l'Univers, vulgarisé dans son ouvrage Une brève histoire du temps. Quand j'ai terminé ma thèse, quelques années plus tard, le Dr Hawking m'a signé une dédicace dans ce livre : « À Raymond, qui m'a montré que la flèche du temps n'est pas un boomerang ».

En 2002, j'ai fondé l'Institut de calcul quantique de l'Université de Waterloo, au Canada.

Qu'est-ce que l'information quantique et qu'est-ce que ça apporte?

Aujourd'hui, on sait qu’on manipule une quantité incroyable d’information. Cette information est encodée selon un système binaire : dans des bits d’information qui sont des “0” et des “1”.

La mécanique quantique, quant à elle, décrit le monde infiniment petit, le monde des molécules et des atomes. Elle permet aux bits d’être entre un “0” et “1”. La mécanique quantique permet ainsi de manipuler l’information différemment.

Ça offre des possibilités absolument incroyables! Par exemple, on pourrait créer de nouvelles formes de cryptage et construire des ordinateurs qui utilisent des “bits” quantiques pour résoudre des problèmes que nos ordinateurs d'aujourd'hui ne sont pas en mesure de résoudre.

L'information quantique pourrait nous permettre de manipuler une plus grande quantité d'informations à une plus grande vitesse, ce qui pourrait nous servir dans notre technologie de tous les jours : dans nos iPhone, nos montres, dans les avions, etc.

Dans les prochaines années, on pourrait avoir des capteurs qui fonctionnent avec la mécanique quantique. Ces capteurs seraient beaucoup plus sensibles que ceux qu'on a actuellement. Ils pourraient nous dire ce qui se produit à l'échelle atomique et moléculaire. Ils pourraient donc nous indiquer quels types de protéines se trouvent autour du capteur, ce qui serait très utile dans le domaine de la santé.

On pourrait détecter un cancer plus tôt puisqu'on sait que le cancer est accompagné de différentes formes de protéines. Le cancer pourrait être repéré beaucoup plus tôt qu'avec les technologies actuelles.

Dans la description des travaux de votre Chaire de recherche, on parle de mesures anticorruption à l'échelle quantique, qu’est-ce que c'est ?

Une des propriétés très particulières de la mécanique quantique est que si l’on observe un système quantique, on ne peut pas le toucher ni l’observer sans laisser une trace derrière. En d'autres mots, si on essaie de le contrôler, on aura nécessairement un effet sur le système lui-même parce que l’information quantique est beaucoup plus fragile que l'information classique. C'est une propriété assez intéressante!

Quand on envoie de l’information sur Internet, on ne sait jamais si des gens sont en train d'écouter, mais avec l’information quantique on est capable de savoir si l’information est interceptée, entre l’émetteur et le receveur.

On aurait pu déterminer que quelqu'un était là, entre l'émetteur et le receveur. À partir du moment où l'on peut savoir si quelqu'un consulte l'information partagée entre deux personnes sur Internet, on peut se protéger!

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