La recherche suisse bâtit un nouveau réseau de spintronique
KOMQUEST relie le PSI à des partenaires en Allemagne et en Corée du Sud. La coopération doit faire avancer les bases de la spintronique et des matériaux quantiques – sans promettre pour autant des applications prêtes pour le marché.
L'Institut Paul Scherrer (PSI), à Villigen, fait désormais partie de KOMQUEST, un centre international Max Planck de spintronique quantique. La coopération avec des instituts de recherche d'Allemagne et de Corée du Sud a été annoncée cette semaine. Pour la Suisse, il s'agit avant tout d'une alliance de recherche stratégique: elle relie les grandes installations de recherche du pays à un savoir spécialisé en matériaux, méthodes de mesure et nanostructures.
Ce qu'est la spintronique
Dans l'électronique classique, c'est avant tout la charge électrique des électrons qui compte. La spintronique exploite en plus leur propriété de mécanique quantique, le spin. Ce champ de recherche a déjà fourni les fondements de technologies modernes de stockage et de capteurs. KOMQUEST veut désormais développer quatre domaines: la spintronique supraconductrice, chirale et topologique, ainsi que le contrôle cohérent des spins.
Cela peut paraître abstrait, mais décrit une question centrale de la recherche sur les matériaux: comment produire, mesurer et contrôler de manière ciblée les propriétés des électrons dans des structures très petites? La réponse pourrait, à long terme, être déterminante pour le stockage de l'information, la détection ou d'autres composants. Rien ne dit que des produits concrets en découleront. Le PSI parle de recherche fondamentale, pas d'une mise sur le marché à court terme.
Cinq partenaires, des forces différentes
Outre le PSI, le centre réunit l'Institut Max Planck de physique des microstructures de Halle, la Pohang University of Science and Technology, la Seoul National University ainsi que le Center for Quantum Nanoscience de l'Ewha Womans University. Selon le communiqué, c'est précisément cette répartition du travail qui fait la différence: la fabrication des matériaux, la nanofabrication, les mesures atomiques et par rayons X ainsi que la recherche quantique théorique et expérimentale sont réunies.
Le PSI apporte son infrastructure et son expérience en matériaux quantiques et en supraconductivité. Sa Source de lumière synchrotron Suisse, la SLS, et le laser à rayons X SwissFEL permettent des examens à très petite échelle de longueur et de temps. De telles installations ne remplacent pas le savoir de laboratoire, mais élargissent les possibilités: elles aident à observer plus précisément les structures électroniques et atomiques de nouveaux matériaux.
L'atelier de lancement s'est tenu du 13 au 16 septembre en Allemagne. Le programme scientifique doit débuter du 16 au 18 novembre à Séoul. Il s'agit donc d'abord du démarrage d'un réseau de recherche, et non d'un nouvel institut suisse.
Ce que dit le financement
Selon le PSI, KOMQUEST est prévu pour cinq ans dans un premier temps. Chaque institution partenaire veut y contribuer à hauteur de 500 000 euros par an. Cette somme rend le centre visible financièrement, mais ne dit rien des applications industrielles ultérieures ni d'un retour vers l'économie suisse. De telles affirmations relèveraient aujourd'hui de la spéculation.
La construction n'en reste pas moins intéressante: les grandes installations de recherche coûtent cher et leur valeur augmente lorsque des équipes de disciplines différentes peuvent les utiliser de manière ciblée. Le PSI ne fournit pas seulement des appareils, mais l'accès à des méthodes de mesure et à un savoir-faire. Les partenaires asiatiques et allemands complètent cela par le développement de matériaux, la fabrication de composants et les techniques quantiques atomiques.
La relève fait partie du plan
Le centre veut y associer de manière ciblée des doctorants et des post-doctorants. Des groupes communs, des ateliers, des cycles de séminaires et des formats de soutien pour jeunes responsables de projet sont prévus. Pour la place de recherche suisse, cette partie peut être aussi importante qu'une campagne de mesure isolée: les réseaux internationaux contribuent à décider où sont formés les spécialistes et quels projets voient le jour ensuite.
L'ambition scientifique est élevée, le calendrier long. KOMQUEST n'est donc pas la promesse d'une prochaine puce mémoire suisse. C'est une tentative de collaborer là où se créent les conditions de technologies futures. Les résultats de la recherche devront encore montrer si cela débouchera sur une percée technique.
Sources
- Institut Paul Scherrer: ouverture du Max Planck-Korea-PSI Center for Quantum Emergent Spintronics
- PSI: Quantum Technologies Collaboration et installations de recherche
- PSI: grandes installations de recherche
L'accès, un atout pour la place scientifique
Pour la Suisse, le bénéfice immédiat réside moins dans un brevet isolé que dans l'accès à des méthodes de travail et à des données. Qui travaille sur de nouveaux matériaux quantiques n'a pas besoin seulement d'un échantillon, mais de mesures comparatives, de nanostructures adaptées et de spécialistes capables de réunir des résultats issus de procédés différents. Un centre international peut coordonner de telles étapes et permettre à de jeunes chercheurs de séjourner chez les partenaires.
C'est aussi une concurrence pour l'attention et les talents. La recherche quantique et sur les matériaux est organisée à l'échelle mondiale; les grandes installations et les équipes spécialisées se répartissent sur peu de sites. Que le PSI soit impliqué comme partenaire fondateur ne garantit pas à la Suisse une part de marché future. Mais cela augmente la chance que des groupes suisses participent dès le départ à la définition des questions de recherche pertinentes et à des projets communs.
