La physique quantique de près : les étudiants découvrent des technologies d’avenir fascinantes !

La physique quantique de près : les étudiants découvrent des technologies d’avenir fascinantes !

Le 14 octobre 2025 a eu lieu à l’Université d’Ulm « AcademyDay », ciblant spécifiquement les lycéens de la région. L'événement faisait partie de l'Ulm Quantum Week et du festival quantique « quant.ulm.2025 ». Environ 120 participants intéressés, dont des étudiants et des enseignants spécialisés, se sont réunis pour s'immerger dans le monde fascinant de la physique quantique.

Les personnes présentes ont été accueillies par le professeur Alexander Kubanek, chef d'un groupe de travail sur les systèmes quantiques hybrides. Son offre d'ouverture abordait les défis fondamentaux de la compréhension de la physique quantique. Il a notamment été souligné que les phénomènes quantiques sont souvent impossibles à observer dans la vie quotidienne. Les effets de la mécanique quantique tels que l’intrication des particules ont été clairement expliqués.

Fondamentaux de la physique quantique

Le Dr Michael Gaida a expliqué la différence entre la physique classique et la mécanique quantique et a guidé les étudiants à travers des expériences pratiques. Un cercle quantique composé de cinq stations a permis aux participants de vivre et de comprendre directement divers phénomènes quantiques. Ces stations comprenaient :

• Quantenmechanische Verschränkungseffekte mit einem Kartenspiel namens SuperPosition
• Komplementarität gemäß der Heisenbergs Unschärferelation
• Farbzentren in künstlichen Diamanten, die für die Quantenkommunikation genutzt werden können
• Magnetische Levitation
• Quantenradierer

En outre, les étudiants ont pu découvrir les expositions du « Q-Bus » du ministère fédéral de la Recherche, de la Technologie et de l'Espace et participer à une visite du laboratoire. Ils ont dû inspecter des installations expérimentales, telles que celles destinées aux expériences laser-optique à des températures extrêmement basses. Des professeurs de renom tels que Joachim Ankerhold et Martin Plenio ont également participé à l'événement, qui ont parlé du quantique et de ses applications en médecine.

L'avenir de la communication quantique

La communication quantique est un sujet pionnier dans la recherche quantique. Celui-ci utilise les principes de la mécanique quantique tels que l’intrication quantique et la superposition quantique pour transmettre des informations de manière presque sécurisée. Un élément central de cette technologie est la distribution de clés quantiques (QKD), qui permet d'échanger des données en toute sécurité entre deux parties. Les tentatives d’écoute peuvent être immédiatement détectées grâce aux écarts dans la distribution statistique. Il existe déjà des applications commerciales de ces technologies et les premiers clients testent les systèmes correspondants.

Les projets pilotes actuels, tels que l'initiative QuNet, connaissent un premier succès en connectant des nœuds de réseau à plusieurs endroits à Berlin. Des travaux sont également en cours sur les répéteurs quantiques et la technologie satellitaire pour permettre la communication quantique sur de longues distances. Ces technologies pourraient être particulièrement importantes pour les communications gouvernementales et militaires ainsi que pour la sécurité des transactions financières.

La recherche dans le domaine de la communication quantique offre donc de grandes opportunités et pourrait jeter les bases d’un futur Internet quantique. Comme le souligne Viviana Villafañe, physicienne à l'Université technique de Munich, les centres de couleur des diamants sont potentiellement cruciaux pour le développement d'infrastructures de communication sécurisées en raison de leurs propriétés mécaniques quantiques particulières.

En résumé, « AcademyDay » à l’Université d’Ulm montre à quel point il est important de susciter l’intérêt du jeune public pour la recherche quantique et ses diverses applications. Des initiatives comme celles-ci sont essentielles pour inspirer la prochaine génération de scientifiques tout en créant une compréhension approfondie des défis et des opportunités dans ce domaine de recherche passionnant.