Qu'est-ce que la physique quantique ?

Ce contenu a été publié sous le gouvernement de la Première ministre, Élisabeth Borne.

Publié 30/03/2023 |Modifié 17/01/2024 France 2030

France 2030 mise sur la recherche dans le quantique pour accélérer les applications dans plusieurs secteurs stratégiques et asseoir l'indépendance de la France et de l’Europe. Explications, en infographie.

Une représentation stylisée d'un scientifique devant un tableau noir parlant d'ordinateur quantique dans un laboratoire.
Les technologies quantiques représentent des enjeux de compétitivité et d'indépendance importants.
C'est pour cette raison, et à l’instar des principales grandes puissances mondiales, que le président de la République a lancé, en janvier 2021, une stratégie nationale ambitieuse en France sur les technologies quantiques dotée de plus de 1 milliard d’euros de France 2030.
Elle s’articule autour de 6 objectifs stratégiques :
  • développer les technologies et usages du calcul quantique ;
  • maitriser les technologies de capteurs quantiques ;
  • développer et diffuser la cryptographie post-quantique ;
  • développer les technologies de communications quantiques ;
  • maitriser les technologies habilitantes du quantique ;
  • développer les technologies et usages du calcul quantique.
France 2030 mise sur la recherche dans le domaine du quantique pour accélérer les applications dans plusieurs secteurs stratégiques, tels que la santé, l’agriculture, la cybersécurité ou encore le climat, et asseoir l'indépendance de la France et de l’Europe.

À quoi sert la physique quantique ?

Infographie • Qu'est-ce que la physique quantique ?
Infographie • Qu'est-ce que la physique quantique ? / Source : Service d'information du Gouvernement

Qu’est-ce que la physique quantique ?

La physique quantique, c’est une théorie qui décrit le comportement des objets physiques au niveau nanoscopique. Elle couvre notamment les atomes, les électrons et les photons.

Dans la physique classique, un objet est défini selon sa position et sa vitesse, dont on peut prédire l’évolution.

Dans la physique quantique, un objet doté d’une masse est décrit selon sa fonction d’onde. On peut définir ses probabilités de présence à un endroit donné et à un moment donné.

Une onde, c’est, par exemple, ce que l’on observe lorsque l’on met sa main dans un bain, cela provoque une perturbation de la surface, comme une vague. Il se passe la même chose dans l’infiniment petit.

La physique quantique constitue un ensemble de théories physiques qui ont permis de dégager des principes. L’un des principes fondamentaux s’appelle la dualité onde-particule.

Un objet quantique (comme un électron, un atome ou un photon) se comporte tantôt comme une onde, tantôt comme une particule selon le contexte expérimental.

À quoi sert la physique quantique ?

Il y a eu la première révolution quantique au XXe siècle, qui a permis d’inventer et de mettre au point de nombreux objets qui nous servent au quotidien, notamment le transistor, composant électronique indispensable aux ordinateurs et aux téléphones portables, ainsi que les lasers, à la base de les télécommunications modernes utilisant les fibres optiques.

Puis, il y a eu la 2e révolution quantique, à la fin du XXe siècle et au début du XXIe, où il s’agit de contrôler la matière au niveau nanoscopique, ce qui révolutionne complètement le domaine de l’informatique, par exemple.

Une des innovations qui bouleverse le monde scientifique est l’ordinateur quantique, qui permettra à terme de réaliser des calculs inaccessibles aujourd’hui aux ordinateurs classiques.

La physique quantique a ouvert la voie à des ruptures technologiques majeures.

France 2030 mise sur la recherche dans le domaine du quantique pour accélérer les applications dans plusieurs secteurs stratégiques, tels que la santé, l’agriculture, la cybersécurité ou encore le climat, et asseoir l'indépendance de la France et de l’Europe.

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