Maîtriser ce qui n'existe pas encore

Actuellement, les entreprises et les centres de recherche du monde entier intensifient leurs activités afin d'exploiter le potentiel d'application de la mécanique quantique. Afin de former le personnel spécialisé nécessaire à cet effet, un programme d'études de master a vu le jour à l'ETH Zurich, dont l'orientation multidisciplinaire a également suscité beaucoup d'intérêt au niveau international.

Le master Quantum Engineering a été réalisé conjointement par le Département de la technologie de l'information et de l'électrotechnique et le Département de physique de l'ETH, afin de réunir la physique quantique et les disciplines de l'ingénierie. "Nous n'étions probablement pas les seuls à y penser, mais nous avons été parmi les premiers à réaliser cette fusion de manière vraiment crédible", explique Lukas Novotny, directeur de programme de la filière d'études. "Maintenant, nous sommes considérés comme le programme modèle dans de nombreux endroits".

Novotny est professeur de photonique au Département de la technologie de l'information et de l'électrotechnique et, en tant que directeur de programme, il est chargé de veiller à ce que la filière d'études tienne ses promesses. Et ce n'est pas peu dire : l'ingénierie quantique est un nouveau domaine à l'interface de la physique quantique, de l'électrotechnique et de l'informatique. Il utilise les lois de la physique quantique pour développer des technologies qui dépassent les approches classiques de l'ingénierie. Ce faisant, les technologies quantiques modifieront fondamentalement les paradigmes classiques de l'ingénierie dans les domaines de l'informatique, du traitement de l'information et des techniques de mesure. Les futurs ingénieurs quantiques devraient être en mesure de développer et d'appliquer ces nouvelles technologies.

Penser dans les deux perspectives

Anja Ulrich est l'une d'entre elles. Elle fait partie de la première promotion qui a commencé le nouveau master il y a deux ans et a intégré la filière d'études avec un bachelor d'ingénieur en électricité. Actuellement, elle effectue un stage chez imec en Belgique, puis elle veut commencer son travail de master. Imec est une entreprise de recherche dans le domaine des nanotechnologies et des technologies numériques et mène également des recherches sur les technologies quantiques. "Le groupe dont je fais partie ici est principalement composé de physiciens", explique-t-elle. Mais les plus grands problèmes des technologies quantiques ne se situent pas actuellement dans le domaine de la physique, mais dans celui de l'ingénierie. Ulrich est donc très sollicitée. "J'ai déjà dû suivre une courbe d'apprentissage abrupte", sourit-elle, "mais c'est sans doute toujours le cas lorsqu'on passe des études au monde de la pratique".

Le master en ingénierie quantique l'a préparée à comprendre également le langage des physiciens en tant qu'ingénieure : "On apprend à penser dans les deux perspectives". Parfois, elle aurait certes souhaité que la physique soit enseignée de manière encore plus pratique, admet Ulrich. Mais dans l'ensemble, son bilan est positif : "Mes attentes vis-à-vis de la filière d'études ont été définitivement satisfaites", déclare Ulrich. "Comme je viens de l'ingénierie électrique et que j'ai toujours eu aussi un très grand intérêt pour la physique, mon espoir était d'en apprendre plus sur la physique sans perdre le lien avec l'ingénierie". L'inverse est également prévu.

"Les étudiants qui viennent de l'ingénierie se familiarisent un peu plus avec la physique quantique au cours de leur première année d'études, tandis que ceux qui viennent de la physique ont d'abord des matières plus électrotechniques", explique Novotny. Au final, les étudiants ne doivent pas seulement comprendre les principes et le langage de l'autre discipline, mais aussi être capables de créer quelque chose de nouveau et d'applicable.

Lors de la conception de la filière d'études, il était pourtant clair pour tous qu'on ne pouvait pas simplement construire un double cursus avec une double charge de travail. "Tant en physique qu'en ingénierie, nous nous concentrons sur les domaines qui sont vraiment pertinents pour l'ingénierie quantique", explique Novotny. Néanmoins, les exigences envers les étudiants sont élevées. "Bien sûr, on sort de sa zone de confort quand on choisit cette filière d'études", dit Ulrich.

"Mais ce qui est fascinant, c'est que l'ingénierie quantique est un terrain inconnu pour tous". Le sentiment d'être actif dans un domaine qui pourrait déclencher une révolution technique est très motivant. Novotny fait également cette observation : "Les études sont très exigeantes, mais les étudiants les maîtrisent. La cohésion entre les étudiants est un autre grand avantage aux yeux d'Ulrich. C'est ainsi qu'elle s'est engagée dès le début de manière intensive dans l'association d'étudiant-es nouvellement créée. Soutien pour la préparation des examens, échanges professionnels et contacts avec l'industrie y sont au programme, tout comme les événements sociaux.

Des pionniers sur la voie du succès

La première génération d'ingénieurs quantiques est désormais en fin de master et la troisième génération débute ses études cet automne. Depuis lors, le nombre de personnes qui entreprennent chacune un master en ingénierie quantique a presque doublé. Un signe clair que la filière d'études répond à un grand besoin. "C'est un signe de réussite réjouissant", déclare Novotny. Et un défi, surtout au niveau des structures et de l'administration. Il faut maintenant bien réfléchir à la manière dont on peut faire passer la filière d'études de la phase pionnière à un état stable. Il s'agit notamment de mettre en place un réseau de partenaires industriels pour le soutenir. "Je veux que l'ingénierie quantique devienne un domaine qui a les pieds sur terre", déclare Novotny.

Les perspectives professionnelles des diplômées et diplômés sont certainement bonnes. Mais on ne pourra vraiment juger du succès que lorsque les jeunes diplômés auront passé un certain temps dans la vie professionnelle, ajoute prudemment Novotny. Anja Ulrich est en tout cas optimiste : "Je vois un large champ d'activité devant moi.

De plus, il n'y a pas encore beaucoup de gens qui sont vraiment qualifiés ici" et le potentiel de faire bouger les choses, de découvrir ou de changer quelque chose est relativement important. "On a peut-être la chance d'implémenter quelque chose de nouveau et de ne pas seulement visser une petite roue." Qu'est-ce qui pourrait être plus enthousiasmant ?