Michelle Simmons : développer des ordinateurs quantiques ultra-rapides

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Prof. Michelle Simmons, 2017 Laureate of the L'Oréal-UNESCO For Women in Science awards
© L'Oréal Foundation
26 Mars 2017

Prédire le temps et les catastrophes naturelles, résoudre des codes cryptés complexes, optimiser l’itinéraire de millions de voyageurs… A l’ère du Big Data, les ordinateurs traditionnels atteignent leurs limites, en termes de miniaturisation et de puissance. Le professeur Michelle Simmons développe l’ordinateur du futur : l’ordinateur quantique. Cet ordinateur, extrêmement petit et puissant, pourrait résoudre certains calculs en 10 secondes, contre des milliers d’années pour un ordinateur traditionnel. En reconnaissance de ses recherches pionnières, elle a réçu le prix L’Oréal-UNESCO pour les Femmes et la Science en 2017.

C’est le transistor atomique qui a rendu possible cette découverte capitale. Le transistor est le composant principal de tous les ordinateurs. C’est l’interconnexion de millions de transistors sur des puces qui assure le fonctionnement des appareils électroniques. En 1947, l’invention du transistor ouvrait la voie à la miniaturisation,  mais la prouesse technologique de Michelle Simmons démontre qu’il est possible de créer des transistors à l’échelle de l’atome. En 2010, après une décennie de perfectionnement du processus de fabrication, son équipe scientifique du Centre d’Excellence en Informatique Quantique et Technologie de Communication de Sydney, parvient à réaliser une première mondiale : la création du transistor atomique grâce au dépôt de plusieurs atomes de phosphore dans un cristal de silicium. Ces transistors seront utilisés pour fabriquer de minuscules ordinateurs qui exploitent les principes de la mécanique quantique pour traiter les informations beaucoup plus rapidement que les ordinateurs conventionnels.

En 2012, la chercheuse réalise avec son équipe une autre première mondiale : un transistor composé d’un seul atome. La même année, elle parvient à fabriquer les fils conducteurs les plus fins en silicium. Ces fils sont 10 000 fois plus minces qu'un cheveu humain et sont la composante clé d'un ordinateur de taille atomique.

« Les problèmes d’optimisation et d’apprentissage machine figurent parmi les premiers domaines d’application, pointe la chercheuse. Par exemple, UPS estime qu’en diminuant de seulement 1,5 km les trajets quotidiens des livreurs aux Etats-Unis, la compagnie économiserait 50 millions de dollars par an ! ».

Devant l’intérêt des industriels, Michelle Simmons a déposé six brevets fondateurs. Elle a également publié plus de 380 articles dans des revues scientifiques de renom et se démarque par son rôle de leader : c’est notamment l’une des plus jeunes scientifiques à avoir été élue à l’Académie des Sciences d’Australie lorsqu’elle avait 36 ans, en 2006. Brillante communicante, elle dirige maintenant 180 chercheurs dans le centre d’excellence qu’elle a co-fondé en 2000. Volontaire, elle a choisi la physique quantique pour sa complexité et l’envie de démontrer qu’elle pouvait toujours repousser les limites. Sa plus grande réussite est d’avoir convaincu le monde que l’électronique atomique était une voie d’avenir réaliste, propice à une révolution quantique dans l'informatique.

Les Prix L’Oréal-UNESCO pour les Femmes et la Science 2017

Pour cette édition 2017, le Prix L’Oréal-UNESCO Pour les Femmes et la Science a célébré 5 femmes scientifiques éminentes pour leur excellence, leur créativité et leur intelligence. Les prix récompensent chaque année cinq femmes issues des cinq régions du monde (Afrique et États Arabes, Asie-Pacifique, Europe, Amérique Latine, Amérique du Nord) pour leur contribution aux progrès de la science. Depuis 19 ans, ont été soutenues plus de 2 700 jeunes femmes scientifiques issues de 115 pays et 97 Lauréates, chercheuses confirmées, incluant les professeurs Elizabeth H. Blackburn et Ada Yonath, qui ont par la suite reçu le Prix Nobel.