Une nouvelle approche de la technologie quantique
La technologie quantique est peut-être à nos portes, mais le chemin à parcourir est encore long avant de pouvoir exploiter tout son potentiel. En réalité, même les plateformes de développement actuellement utilisées ne peuvent pas être considérées comme étant définitives. «Les ions atomiques piégés et refroidis par laser représentent l’une des plateformes les plus abouties pour le développement de la technologie quantique (TQ)», déclare le professeur Michael Drewsen du département de physique et d’astronomie de l’université d’Aarhus. «En comparaison, la nature complexe des ions moléculaires représentait jusqu’à présent une complication inutile. Cependant, grâce à un meilleur contrôle des ions moléculaires froids, leur structure plus riche et la plus grande diversité de molécules peuvent enfin se transformer en avantage pour le développement de la TQ qui repose sur les pièges à ions en choisissant les espèces ayant les bonnes propriétés.» En d’autres termes, les ions moléculaires froids et piégés pourraient étendre le champ de la technologie quantique, avec d’éventuelles applications dans la spectrométrie de masse ultra sensible, la spectroscopie ultra résolution, le refroidissement des ions macromoléculaires en phase gazeuse, ou les processus chimiques à très faible température. Comme le souligne le professeur Drewsen, une grande partie du projet COMIQ, qu’il a coordonné jusqu’en novembre 2017, porte sur l’augmentation du contrôle de l’état quantique et la manipulation des espèces d’ions moléculaires individuels: une étape essentielle pour utiliser les ions moléculaires en TQ. En outre, la recherche a fait la lumière sur la manière dont les ions moléculaires froids piégés interagissent avec leur environnement, ce qui permet de mieux comprendre les problèmes pratiques à aborder dans la mise en œuvre de la TQ basée sur les ions moléculaires. Quand on lui demande quelle est sa plus grande réalisation, le professeur Drewsen mentionne: «la percée que nous avons faite en refroidissant par gaz tampon les états internes des ions moléculaires cristallisés de Coulomb. Je considère que c’est une percée, principalement en raison de sa simplicité conceptuelle, et parce qu’elle favorise de nombreux types d’expériences qui semblaient impossibles à réaliser jusqu’alors. En réalité, elle pourrait s’avérer essentielle au futur développement de la TQ à base d’ions moléculaires froids.» COMIQ, toutefois, représentait une opportunité pour le professeur Drewsen et son équipe, mais aussi pour d’autres. Au cours de ces quatre années de recherche, le projet a rassemblé 10 organismes de recherche, ainsi que trois partenaires industriels, et a brillamment fourni une formation à 15 doctorants qui ont également pu mener leurs propres recherches. «Ils ont obtenu des résultats extraordinaires dans la spectroscopie à haute résolution et dans les examens détaillés de la dynamique des collisions froides», explique le professeur Drewsen. Dans l’ensemble, COMIQ a mis en place une solide communauté autour de la recherche sur les ions moléculaires froids; en incluant non seulement les partenaires du projet, mais aussi d’autres acteurs. Bien que le projet soit désormais terminé, les partenaires utilisent actuellement ses résultats pour rechercher un financement national et transnational supplémentaire afin de développer des projets scientifiques à base d’ions moléculaires froids. Le professeur Drewsen, par exemple, a forgé un partenariat avec un nouveau projet ITN qui s’inspire largement des résultats obtenus au sein de COMIQ pour identifier de nouveaux éléments scientifiques. «Selon moi, COMIQ a contribué à la mise en place et au futur développement de la science des ions moléculaires froids au sens large. Les résultats obtenus au sein de COMIQ ont clairement prouvé que non seulement la science des ions moléculaires froids durera, mais qu’elle deviendra probablement l’une des plus importantes branches de la Physique Atomique, Moléculaire et Optique (PAMO) à l’avenir.»
Mots‑clés
COMIQ, technologie quantique, ion moléculaire
