Faut-il éduquer au quantique dès aujourd’hui ?

Le vendredi 13 février, notre Temps Communauté était consacré à un sujet aussi fascinant que stratégique : le quantique. Un "nouveau continent" scientifique, technologique et politique en train d'émerger, encore largement invisible pour le grand public... Mais, déjà structurant pour les équilibres économiques et géopolitiques mondiaux. Pour éclairer cette révolution en cours, nous avons croisé trois regards complémentaires :

• La médiation scientifique avec Alain Sarlette (INRIA),
• La coopération internationale et la pédagogie avec Sylvie Tissot (Anabole),
• Et les enjeux de politique publique avec Paul Marcille (AFLD**).

Une question a traversé toute la discussion : doit-on commencer dès maintenant à faire de la médiation et de l'éducation au quantique ? Et, pourquoi ?

De la première à la deuxième révolution quantique

Une rupture scientifique majeure

Comme l'a rappelé Alain Sarlette, la première révolution quantique remonte au début du XXᵉ siècle. Elle trouve son origine dans les travaux de Max Planck en 1900 sur le rayonnement du corps noir. Cette découverte ouvre la voie à une nouvelle physique : la physique quantique.

Pourquoi parler de révolution ? Parce que la physique quantique nous apprend que la matière à l'échelle de l'infiniment petit suit différentes lois que la matière visible. Les règles qui gouvernent notre quotidien - continuité, déterminisme, causalité locale - ne s'appliquent plus de la même manière à l'échelle des atomes et des particules.

Cette première révolution, fondée en grande partie sur des descriptions statistiques des phénomènes microscopiques, a pourtant eu des conséquences très concrètes. Elle a permis le développement de technologies aujourd'hui banales : les lasers, les semi-conducteurs, l'électronique moderne. Autrement dit, sans la première révolution quantique, pas d'ordinateurs, pas de smartphones, pas d'Internet.

La deuxième révolution : contrôler l'infiniment petit

Aujourd'hui, nous sommes entrés dans ce que l'on appelle la deuxième révolution quantique. La différence est majeure : il ne s'agit plus seulement de décrire statistiquement des phénomènes, mais de contrôler des particules individuelles.

Des travaux fondamentaux récents ont été consacrés par des prix Nobel, comme Alain Aspect (prix Nobel de physique 2022), qui a contribué à démontrer expérimentalement l'intrication quantique. D'autres chercheurs, comme Michel Devoret, jouent un rôle clé dans le développement des circuits quantiques supraconducteurs.

Mais, cette révolution n'est plus seulement académique. Depuis une quinzaine d'années, plusieurs milliards d'euros sont investis dans la recherche privée et publique à travers le monde. Les applications potentielles concernent la simulation quantique (notamment en biochimie), les capteurs ultraprécis, la cryptographie et la sécurisation des communications, et à plus long terme, l'ordinateur quantique.

Nous ne sommes plus dans une promesse lointaine : nous sommes dans une phase d'accélération.

Ce qui rend le quantique si déroutant

Pour comprendre pourquoi la médiation est essentielle, mesurons à quel point le quantique est contre-intuitif.^{(voir image 1)} 

1. La dualité onde-particule : à cette échelle, la lumière se comporte simultanément comme une onde et comme une particule. C'est la fameuse dualité onde-particule. L'expérience des deux fentes l'illustre de manière spectaculaire : lorsqu'on envoie des photons à travers deux fentes, ils ne se répartissent pas simplement entre les deux ouvertures. Ils créent une figure d'interférence, comme s'ils traversaient les deux en même temps. Mais, si l'on observe par quelle fente passe chaque photon, le motif d'interférence disparaît. L'observation change le phénomène.

2. La superposition des états : en informatique classique, l'unité de base est le bit : 0 ou 1. En informatique quantique, l'unité de base est le qubit. Tant qu'il n'est pas mesuré, un qubit peut être dans une superposition de 0 et 1 simultanément. Ce n'est pas une métaphore : c'est une description mathématique rigoureuse d'un état physique réel.

3. L'observation détruit la superposition : lorsque l'on mesure un qubit, la superposition disparaît. On obtient soit 0, soit 1. Autrement dit : le simple fait d'observer modifie le système.

4. Le résultat est probabiliste : chaque mesure donne un résultat aléatoire, mais avec des probabilités précises. Aucune réalité n'est déterminée avant la mesure au sens classique du terme. Le résultat dépend des conditions d'observation. Ces principes heurtent profondément notre intuition. Et c'est précisément pour cela que la médiation est indispensable.

Rendre tangible l'invisible : la médiation par l'objet

Sylvie Tissot travaille à rendre ces concepts accessibles au grand public. Son approche repose sur des objets tangibles : des cercles de couleur superposés, des dispositifs manipulables permettant d'expérimenter la superposition et l'effondrement des états.

Pourquoi inclure le tangible ? ^{(voir image 2)} 
Parce que le quantique n'est pas visible. Il ne peut être appréhendé que par des modèles. La médiation devient alors un espace d'expérimentation cognitive : on ne "voit" pas le quantique, mais on comprend ses règles par analogie, par manipulation, par mise en situation.

Sylvie a notamment présenté un dispositif de médiation permettant d'illustrer le fonctionnement d'une communication quantique sécurisée. On comprend alors que la sécurité ne repose pas sur un secret mathématique difficile à casser, mais sur une propriété physique fondamentale : toute tentative d'interception modifie le message.

C'est une rupture majeure par rapport aux systèmes classiques. 

Le quantique : une technologie de puissance
Paul Marcille a élargi la perspective en abordant les enjeux géopolitiques. Le quantique est passé d'une promesse scientifique à un enjeu stratégique de puissance. Parce que ses applications concernent directement : la sécurité, la défense, l'industrie, la souveraineté technologique. Le quantique pourrait devenir une technologie structurante comparable au nucléaire civil ou au numérique.

Trois modèles dans la course au quantique : ^{(voir image 3)} 

• 1. Le modèle états-unien : porté par des investissements privés massifs, avec une forte concurrence entre entreprises. L'État soutient, mais laisse une grande place aux acteurs industriels.
• 2. Le modèle chinois : piloté par l'État, avec un lien étroit entre recherche, industrie et complexe militaro-industriel. Une stratégie centralisée et assumée.
• 3. Le modèle européen : hybride. Coopération publique-privée, excellence académique, mais gouvernance fragmentée.

En France, le plan quantique lancé en 2021, doté de 1,8 milliard d'euros, a permis : une structuration de l'écosystème, le renforcement des infrastructures de recherche, l'émergence de champions deeptech comme Pasqal, Quandela ou Alice & Bob, la structuration d'un vivier de compétences.

Cependant, une fragilité stratégique subsiste : le risque n'est pas tant scientifique que politique : dépendances logicielles, faible présence dans les arènes de normalisation internationale, pilotage fragmenté.

Pourquoi faire de la médiation et de l'éducation au quantique ?

Les trois intervenants convergent sur un point : oui, commençons maintenant. Comme lors des révolutions copernicienne ou darwinienne, nous devons ouvrir un dialogue entre science et société.

1. Outiller les décideurs : le quantique est contre-intuitif. Certaines promesses semblent irréalistes mais être plausibles. D'autres, en revanche, ne seront jamais tenues. Sans culture scientifique minimale, les décideurs publics et privés risquent de se laisser séduire par des effets d'annonce, ou au contraire de sous-estimer des avancées décisives. Le quantique est puissant. Mais, il ne résoudra pas tout.

2. Outiller les citoyens :  horizon de moins de dix ans, des choix individuels pourraient émerger. Par exemple : accepter ou non de partager certaines données dans un contexte de communication sécurisée ou de traçabilité renforcée. Comprendre le quantique, ce n'est pas devenir physicien. C'est disposer d'un socle minimal pour participer aux débats démocratiques et exercer un choix éclairé.

3. Accompagner une transformation philosophique : le quantique transforme notre vision du monde : il remet en question l'idée de réalité locale, introduit l'indétermination fondamentale, brouille la frontière entre observateur et phénomène. Ces bouleversements ont des implications philosophiques profondes.

Et, il est tout à fait possible de parler informatique quantique au grand public ! Des dispositifs existent. Des objets de médiation sont opérationnels. Les concepts peuvent être abordés progressivement. Ils peuvent être utilisés dès le collège.  Il ne s'agit pas de simplifier à l'excès, mais de rendre intelligible ce qui structure actuellement notre avenir.

Former des médiateurs, organiser des ateliers, intégrer des modules dans les programmes scolaires : tout cela est possible dès aujourd'hui.

Conclusion : un nouveau continent à explorer collectivement

Le quantique n'est pas seulement une révolution scientifique. C'est une transformation technologique, stratégique, économique et philosophique.

Nous avons une fenêtre d'opportunité : celle d'accompagner cette révolution par la compréhension. Ne pas éduquer au quantique, ce serait laisser se creuser un fossé entre experts et citoyens. Commencer dès maintenant, c'est au contraire faire le choix d'une appropriation démocratique d'une technologie de puissance.

Le quantique ne changera pas tout. Mais, il changera suffisamment de choses pour que nous ayons besoin d'en parler, de le comprendre... et d'en débattre collectivement.