Google compte désormais cinq lauréats du prix Nobel, avec Michel Devoret et John Martinis, récompensés cette année par le prix Nobel de physique aux côtés de John Clarke pour leurs travaux sur l’effet tunnel quantique. Les précédents prix l’an dernier étaient la chimie, décernée à Demis Hassabis et John Jumper, et la physique, décernée à Geoffrey Hinton. Ces distinctions illustrent la contribution de l’entreprise aux avancées scientifiques.
Né à Paris, Michel Devoret est professeur de physique appliquée à l’Université Yale et directeur scientifique du matériel quantique chez Google Quantum AI. John Martinis, lui, a dirigé ce département pendant des années avant de quitter Google en 2020 pour devenir professeur à l’Université de Californie à Santa Barbara. Le troisième lauréat, John Clarke, né en Grande-Bretagne, enseigne aujourd’hui la physique à l’Université de Californie à Berkeley.
Les trois scientifiques ont mené, dans les années 1980, des expériences pionnières démontrant pour la première fois un effet quantique clé, exploité aujourd’hui dans certaines applications de l’imagerie médicale et du calcul quantique. « Les expériences des lauréats ont démontré l’effet tunnel dans le monde macroscopique, c’est-à-dire le monde visible à l’œil nu », explique Rob Morris, professeur de physique à l’École des sciences et technologies de l’Université de Nottingham Trent, dans un article publié sur The Conversation. « Ils ont montré qu’il était observable sur un circuit électrique expérimental », ajoute-t-il.
L’effet tunnel quantique : la pierre angulaire des technologies quantiques
Théorisé dans les années 1920, l’effet tunnel quantique désigne un phénomène contre-intuitif au cours duquel des particules franchissent une barrière en apparence infranchissable pour apparaître de l’autre côté. Il intervient notamment dans la désintégration radioactive de certains atomes lourds, mais peut aussi être observé à des échelles plus grandes — on parle alors d’effet tunnel quantique macroscopique.
Pour l’observer, les physiciens ont recours à un dispositif particulier, la « jonction Josephson », constituée de deux fils supraconducteurs séparés par une fine couche isolante. Les supraconducteurs, dénués de toute résistance électrique, permettent à un courant de circuler indéfiniment sans perte d’énergie. En théorie, la barrière isolante devrait empêcher le passage du courant. En pratique, celui-ci la traverse, conséquence directe de l’effet tunnel quantique.
Alors qu’on soupçonnait initialement une défaillance du matériau isolant, Devoret, Clarke et Martinis ont montré qu’il s’agissait bien d’un phénomène physique fondamental. Ils ont, au cours de leurs expériences, refroidi leur dispositif à une température proche du zéro absolu. Les chercheurs ont démontré qu’en dessous d’un certain seuil, le phénomène se produit et le nombre d’électrons qui traversent la jonction reste constant.
Ces expériences constituent depuis l’un des fondements des technologies quantiques modernes, les jonctions Josephson formant notamment la base des qubits supraconducteurs actuels. Les travaux de Martinis et Devoret chez Google Quantum AI ont par exemple permis le développement du processeur quantique Willow, le premier de son genre à réduire les erreurs de calcul à mesure que le nombre de qubits augmente.
« Pour l’équipe Google Quantum AI, ce prix Nobel n’est pas seulement une célébration de l’histoire de la science, mais aussi une reconnaissance des fondements de nos travaux actuels sur l’informatique quantique supraconductrice », a déclaré dans un article de blog Hartmut Neven, fondateur et responsable de Google Quantum AI. « Il guide également notre progression, tandis que nous avançons sur notre feuille de route matérielle et poursuivons notre mission : développer l’informatique quantique pour résoudre des problèmes autrement insolubles », ajoute-t-il.
5 prix Nobel dont 3 en seulement deux ans
Demis Hassabis et John Jumper ont également remporté le prix Nobel de chimie l’an dernier, aux côtés de David Baker, pour leurs travaux sur le développement d’AlphaFold, un système d’intelligence artificielle capable de prédire la structure des protéines. Hassabis dirige aujourd’hui Google DeepMind, tandis que Jumper y occupe le poste de scientifique distingué. Baker, lui, est affilié à l’Institute for Protein Design de l’Université de Washington.
Leurs recherches ont marqué une avancée notable dans la compréhension des protéines. L’une des structures prédites par AlphaFold a ainsi permis d’élucider la conformation d’une protéine bactérienne impliquée dans l’antibiorésistance — un mystère que la communauté scientifique cherchait à résoudre depuis près d’une décennie. L’outil a également contribué à prédire la structure de centaines de milliers de molécules psychédéliques, ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche pharmaceutique.
Le quatrième prix Nobel a été attribué l’an dernier en physique à Geoffrey Hinton, aux côtés de John Hopfield, pour leurs travaux pionniers sur les réseaux neuronaux et l’apprentissage automatique. Hinton, qui a travaillé chez Google entre 2013 et 2023, avait déjà été récompensé en 2018, avec Yoshua Bengio et Yann LeCun, par le prix Turing pour leurs recherches fondatrices sur l’apprentissage profond. L’importance de leurs travaux est telle qu’ils sont souvent désignés comme les « pères fondateurs de l’IA ». Hinton a quitté Google en 2023 afin de pouvoir s’exprimer plus librement sur les risques liés à cette technologie.
Sundar Pichai, PDG de Google, tenait néanmoins à féliciter les lauréats, tout en soulignant la place et la contribution de l’entreprise dans les plus importantes avancées scientifiques des dernières décennies. « Félicitations à Michel Devoret, John Martinis et John Clarke pour leur prix Nobel de physique », a-t-il écrit sur X. « Je me sens chanceux ce matin de travailler dans une entreprise qui compte cinq lauréats du prix Nobel parmi nous, soit trois prix en deux ans », a-t-il ajouté.