29 NOV. 2018

Valentina Parigi, maître de conférences à Sorbonne Université et membre du laboratoire Kastler Brossel (LKB)* a été distinguée par une « ERC Consolidator Grant » 2018 pour son projet COQCOoN et figure parmi les 32 lauréats français de ces bourses hautement convoitées.

V. Parigi
Valentin Parigi ©Sorbonne Université - Pierre Kitmacher

Valentina Parigi, enseignante-chercheuse à Sorbonne Université et membre du LKB

Tout en gardant un intérêt profond pour les questions de physique fondamentale, Valentina Parigi explore, dans ses travaux, les propriétés quantiques qui pourraient être utiles au développement de nouvelles technologies.

Après un doctorat à Florence sur la caractérisation des états quantiques de la lumière au sein du LENS (Laboratoire Européen de Spectroscopie Non-Linéaire), elle poursuit ses recherches dans le domaine de l’optique quantique, à l’Institut d’optique, au LKB puis au sein de l'Institut Langevin. Depuis 2015, elle est membre permanente de l’équipe d’optique quantique du LKB et maître de conférences de la faculté des Sciences et Ingénierie de Sorbonne Université.

De la physique aux technologies quantiques

Aujourd’hui, l’un des grands challenges de la physique est de mieux comprendre comment les lois qui régissent le monde microscopique et ses éléments (atomes, molécules, électrons et ces grains de lumière, les photons) sont modifiées lorsqu’on passe à l’échelle macroscopique.

Très différentes de la physique classique appliquée à notre monde quotidien visible, les lois du monde microscopique définies par la physique quantique nous semblent étranges et contre-intuitives. Par exemple, un objet physique peut, dans le cadre de la physique quantique, se trouver dans plusieurs états à la fois et se comporter en même temps comme une onde et une particule, selon la façon dont nous l’observons.

Si les découvertes fondamentales de la physique quantique ont permis de mieux comprendre les lois qui régissent la matière, la lumière et leurs interactions, elles sont aussi à l’origine d’avancées technologiques qui ont révolutionné notre vie quotidienne, comme les microprocesseurs, les lasers, le GPS, etc.

Grâce aux avancées scientifiques, nous pouvons aujourd’hui observer et manipuler avec précision des objets quantiques tels que les photons, les atomes ou les électrons. De nouvelles applications deviennent possibles. Cependant, pour être efficaces elles demandent la manipulation d’un grand nombre d’objets quantiques. Si ces technologies sont encore loin d’être entièrement maîtrisées, elles pourraient transformer radicalement certains domaines d’application et l’Europe a déjà lancé un programme de 10 ans dédié à ces innovations.

« Grâce au quantique, indique Valentina Parigi, les communications seraient plus sécurisées et les ordinateurs pourraient résoudre efficacement certains problèmes hors de portée des machines classiques et traiter beaucoup plus d'informations en un minimum de temps. L’imagerie et les capteurs seraient plus précis. »

Un projet ambitieux au cœur des systèmes quantiques complexes

Dans son projet ERC, Valentina Parigi a décidé de s’attaquer à la combinaison de deux difficultés majeures : l’analyse des systèmes quantiques (comme les atomes, les photons ou les molécules) d’une part, associée à l’étude des réseaux à grande échelle (les réseaux complexes) d’autre part. Ces réseaux complexes sont omniprésents dans la nature, en sociologie, en biologie et dans bien d’autres domaines, comme en informatique. Le réseau internet constitué de millions d’ordinateurs connectés entre eux à travers le monde, ou encore le réseau Facebook, sont deux exemples de réseaux complexes.

Ambitieux et novateur, le projet COQCOoN va permettre de mieux comprendre l’application de ces réseaux complexes sur des objets quantiques.

« Ces réseaux complexes quantiques permettraient d’une part de décrire certains phénomènes naturels et d’autre part de contrôler les technologies quantiques », explique Valentina Parigi.  

Avec une dimension à la fois théorique et expérimentale, le projet COQCOoN veut apprendre de la nature. En décrivant des systèmes naturels organisés en réseaux complexes, Valentina Parigi cherche à voir si et en quoi la dimension quantique rend ces réseaux plus efficaces. Pour cela, la chercheure va reproduire, en laboratoire, les structures complexes associées à des phénomènes naturels, comme la photosynthèse. Grâce à ces simulations, elle va interroger les propriétés quantiques de ces processus, mais aussi identifier des stratégies efficaces.

« L’objectif de mon projet est aussi de voir comment ces stratégies efficaces dans la nature peuvent être appliquées aux technologies quantiques futures. Par exemple, dans le cas du traitement de l’information quantique, j’expérimenterai des types de réseaux complexes permettant de rendre les dispositifs de communication plus résistants et sûrs », précise Valentina Parigi.

D’une importance capitale aujourd’hui, ces recherches pourront, à terme, être applicables dans de nombreux domaines, comme la gestion des big data ou la sécurisation des communications à grande échelle.

Pour Valentina Parigi, « cette bourse européenne donne les moyens financiers et humains pour réaliser des expériences innovantes et se lancer dans un projet ambitieux en recherche fondamentale. Sans cette recherche fondamentale, il n’y aurait pas de recherche appliquée possible ».

Pour en savoir plus sur la bourse européenne d’excellence ERC Consolidator Grant


*LKB (Sorbonne Université/CNRS/ENS/Collège de France)