«Dans la recherche quantique, les coopérations sont tout à fait cruciales»

Dans le domaine de la recherche quantique, que se passe-t-il en ce moment et où en est la Suisse en comparaison internationale?

Kirsten Moselund: Ici, en Suisse, c’est un domaine très actif. Dans le champs de la recherche sur les calculateurs quantiques et sur les bits quantiques nécessaires à leur fonctionnement, certains groupes suisses issus d’universités et d’instituts de recherche sont vraiment à la pointe au niveau mondial. Ici, au PSI, nous sommes également impliqués. Avec l’ETH Zurich, nous avons notamment fondé en 2021 le Quantum Computing Hub, qui se trouve au PSI, et avec lequel nous faisons avancer le développement des calculateurs quantiques.

Dans ce domaine, est-il toujours question de calculateurs quantiques?

Non, il existe encore d’autres champs passionnants: les capteurs quantiques et la communication quantique, par exemple.

En Suisse, ce sont surtout de petites entreprises qui sont impliquées dans le domaine des capteurs quantiques. Les effets quantiques permettent en effet de construire des capteurs de haute précision pour des applications tout à fait spécifiques dans l’industrie et la recherche. Ces capteurs ont déjà atteint un haut niveau de maturité et sont bien établis en tant que produits industriels. Nous avions un projet commun avec la société Qnami et le Swiss Center for Electronics and Microtechnology CSEM: l’objectif poursuivi sur le long terme est de mesurer les champs magnétiques faibles dans le cerveau à l’aide de capteurs quantiques. Car si nous comprenons mieux le cerveau, il devient possible de développer de meilleurs traitements pour certaines maladies neurologiques.

Et dans le cadre de la communication quantique, il est question de techniques de cryptage?

Oui, entre autres. Cette discipline porte sur la communication cryptée et sécurisée. La communication quantique s’est imposée très tôt. On développe par exemple des Single Photon Devices, c’est-à-dire des dispositifs de détection et d’émission de photons uniques. L’entreprise ID Quantique a démarré comme spin-off de l’Université de Genève en 2011 déjà. Aujourd’hui, la technologie est utilisée pour ce qu’on appelle la distribution quantique de clé (ou Quantum Key Distribution) pour une communication sécurisée.

Vous êtes responsable du Laboratoire de technologies nanométriques et quantiques au Centre des sciences photoniques du PSI. Quel est l’objet de vos travaux de recherche actuels?

Dans notre laboratoire, nous avons sept groupes de recherche différents, dont quatre sont spécialisés dans les technologies du domaine de l’informatique quantique. Les scientifiques impliqués développent différentes approches pour la fabrication des bits quantiques: les qubits supraconducteurs, les qubits avec pièges à ions, les qubits bosoniques et les qubits à atomes neutres. Toutes ces approches doivent actuellement faire l’objet de travaux de recherche afin de déterminer à long terme quel type de calculateur quantique pourra le mieux être réalisé avec quel type de qubit.

En parallèle, nous exploitons une salle blanche bien particulière au Park Innovaare: la Park Innovaare Cleanroom for Optics and Innovation, abrégée PICO et spécialisée dans les technologies quantiques. Nous y disposons par exemple d’un équipement spécial pour les matériaux supraconducteurs et la lithographie avancée.

Pour ma part, je travaille avant tout dans le domaine de la photonique intégrée et de la nanoélectronique. C’est un domaine dans lequel il s’agit d’utiliser la lumière pour la transmission d’informations. Nous développons des éléments qui peuvent servir les technologies quantiques en les reliant avec le monde classique. Nous étudions également les réseaux photoniques adaptatifs comme plateforme pour l’intelligence artificielle.

En 2022, vous avez rédigé avec d’autres scientifiques renommés une lettre ouverte demandant davantage de subventions pour les technologies quantiques en Suisse. Comment en est-on arrivé là?

Le contexte était le suivant: en 2021, les discussions portant sur le développement d’un accord-cadre pour les accords bilatéraux entre la Suisse et l’UE n’ont abouti à aucun résultat. De ce fait, nombre de coopérations avec l’UE ont été gelées. Nous ne pouvions plus, notamment, participer au programme de recherche «Horizon Europe». Or dans le domaine de la recherche quantique, nous avons été doublement touchés, en raison de critères d’exclusion encore plus stricts pour tous les groupes de recherche issus de pays non membres de l’UE.

Est-ce que la recherche quantique en Suisse a alors pris du retard?

Dans l’ensemble, oui. Après ces faits, des scientifiques établis ont cherché des coopérations bilatérales avec d’autres pays. Pour notre part, nous avons eu, par exemple, des projets communs avec les Etats-Unis. Il y a eu également un appel à projet Quantum avec la Corée du Sud. Mais tout cela doit d’abord être mis sur pied. Et à l’époque, les choses ont été particulièrement difficiles pour les jeunes scientifiques, car ce n’est pas simple pour eux, et de loin, d’établir des coopérations avec des pays lointains. Ils ont besoin de financements de recherche, mais pas seulement: l’argent n’est pas tout, il leur faut surtout une bonne et étroite collaboration avec des partenaires. Et sur ce plan, en tant que petit pays situé au cœur de l’Europe, nous sommes tributaires de coopérations avec les groupes de l’UE.

Depuis début novembre 2025, la Suisse est de nouveau pleinement associée, les scientifiques suisses peuvent donc participer à nouveau à six programmes de recherche de l’UE, dont «Horizon Europe».

Nous en sommes très heureux et nous autres scientifiques, nous nous sommes toujours battus pour cela. Mais pour surmonter les quatre dernières années, il nous a fallu trouver d’autres solutions. Notre lettre ouverte a également eu un certain effet. Il y a ensuite eu la Swiss Quantum Initiative: cette initiative lancée par le Conseil fédéral a permis d’obtenir des financements supplémentaires pour la recherche fondamentale et les coopérations internationales.

Et même maintenant, tout n’est pas encore décidé. Une votation populaire devrait avoir lieu. La date précise n’est pas encore connue, mais elle décidera du contrat-cadre avec l’UE. Et à ce moment-là, nos coopérations de recherche seront remises en jeu elles aussi. Nous espérons vraiment que la population suisse comprendra à quel point ces dernières sont cruciales.

Notamment dans le domaine de la recherche quantique? 

Dans le domaine quantique, la voie qui mène à la commercialisation est particulièrement longue, beaucoup plus que pour les autres technologies. On le voit très clairement avec les calculateurs quantiques. L’idée finale n’est pas de remplacer les ordinateurs personnels par des calculateurs quantiques; ce seront plutôt les centres de données haute performance qui disposeront, en plus d’un superordinateur, d’un calculateur quantique beaucoup mieux adapté à certains types de calculs. Si nous ne voulons pas que la Suisse se retrouve sur la touche dans ce domaine, nous avons donc besoin d’avoir accès aux fonds de recherche et nous avons besoin de coopérer avec l’UE.

Parallèlement à vos recherches, vous êtes également co-initiatrice de Swiss PIC, un centre de transfert de technologie. De quoi s’agit-il?

Swiss PIC a été fondé en 2023 et nous avons fêté notre inauguration officielle tout récemment, en novembre 2025, en même temps que l’ouverture du centre de fabrication pour l’intégration de micropuces photoniques au Park Innovaare. De la sorte, nous soutenons l’industrie photonique suisse, surtout les start-up et les PME. Si ces entreprises souhaitent vendre un composant photonique, il faut que ce dernier soit intégré dans l’électronique. Nous appelons cette intégration «photonic packaging». Elle nécessite une très haute précision, par exemple lors de la connexion des fibres optiques. Par ailleurs, elle requiert des appareils hautement spécialisés et des connaissances techniques. De fait, le «photonic packaging» représente une part considérable du prix de production. Pour des start-up, cela peut constituer un obstacle important pour la commercialisation de leurs produits. Swiss PIC les épaule donc pour transformer plus rapidement une idée de recherche en une application commercialisable.