Science : plus rapide que l’électronique, la photonique pourrait révolutionner de nombreux domaines

La photonique, c’est la science de la lumière. Un domaine qui a le vent en poupe. Plus rapide que l’électronique, la photonique pourrait révolutionner de nombreux domaines. La seule chaire de France de photonique est à Metz en Moselle.

Connaissez-vous la photonique, la science de la lumière. Chaque année, le 16 mai, c’est l’occasion de découvrir cette discipline prometteuse. C’est la date qui célèbre la journée internationale de la lumière.  Elle est placée sous le patronage de l’UNESCO et de l'ONU.

L’électronique a atteint ses limites d’après les chercheurs depuis 2010. La fameuse loi de Moore selon laquelle la puissance de calcul des ordinateurs devait doubler tous les deux ans était vraie jusqu’à cette date. "Nous sommes arrivés à une limite ", nous explique Nicolas Marsal, enseignant-Chercheur en Photonique au Laboratoire Matériaux Optique Photonique et Systèmes (LMOPS) à Centrale Supélec, à Metz. "On ne pourra plus aller plus vite ni miniaturiser."

Pour poursuivre notre quête d’innovation, il faut passer de l’électron au photon. "Il faut passer de l’électronique à la photonique." Une science prometteuse puisque la photonique est la science de la lumière et rien ne va plus vite que la lumière dans l’univers. Des chercheurs du monde entier ont décidé ensemble que ce siècle serait celui de la lumière. L’ONU et l’UNESCO ont décrété le 16 mai journée internationale de la lumière en hommage à la découverte du laser par Théodore Maiman en 1960.

Des applications en Intelligence artificielle 

"Dans un ordinateur, vous avez trois fonctions essentielles : calculer, communiquer et stocker des données. Jusque-là, on a toujours fait cela avec des électrons, de l’électronique. Imaginez que l’on puisse reproduire ces trois fonctions avec des photons, de la lumière, c’est mon travail de recherche."
Le laboratoire de Metz a publié de nombreux articles scientifiques. "En calcul, par exemple, on est capable de faire de l’informatique neuro inspirée en utilisant de l’optique. On va faire des analogies entre le cerveau et les lasers. Chacun de ces lasers est l’équivalent d’un neurone dans notre cerveau. On a en moyenne 100 milliards de neurones. On peut imaginer plein de lasers connectés. Grâce à cela, on peut calculer des choses impressionnantes.

on peut connecter 160.000 neurones à base de photons.

Nicolas Marsal, enseignant-Chercheur au Laboratoire LMOPS

On peut analyser des images dans une vidéo. Aujourd’hui, les logiciels sont capables de reconnaître un visage dans une photo. Avec les puissances de calcul de la photonique, on pourra le faire dans des flux vidéo puisque l’on ira à la vitesse de la lumière. On peut imaginer les applications que cela permettrait dans le domaine de la santé ou de la sécurité. L’intelligence artificielle est à base d’ordinateur. On en connecte 2.000 entre eux, ce qui représente un cluster. Et cela a l’inconvénient d’être énergivore. Nous, avec nos lasers qui ne consomment pas plus qu’une ampoule, on peut connecter 160.000 neurones à base de photons." L'équipe de scientifiques a publié un article sur ce sujet. 

La cybersécurité 

La lumière pourrait jouer un rôle aussi par la cybersécurité. "Pour crypter une information, il faut générer des nombres aléatoires. On peut générer des flux gigantesques de ces nombres aléatoires à des vitesses incroyables de l’ordre du térahertz, grâce à des lasers." Ces chercheurs de Metz ont publié un article dans la revue Science.

À Centrale Supélec, à Metz, en Moselle, se trouve la seule chaire de photonique de France. C’est là que devrait voir le jour l’Institut de Photonique en 2026. La photonique, ce sont aussi 80.000 emplois en France, un chiffre d'affaires de 18,6 milliards, 5.000 créations de postes dans les prochaines années.