Notre manifeste pédagogique : 
Pourquoi la physique quantique peut être enseignée à des non-spécialistes

Trop important pour être laissé aux seuls spécialistes

De nombreux instituts quantiques existent au sein des départements de physique et d’ingénierie des grandes universités du monde entier. Un institut quantique dédié, hébergé par une école de commerce, constitue une première mondiale, et son existence même est un message en soi. Le quantique est un bien public. Ses implications dépassent largement le cadre de la technologie, et il est trop important pour rester l’apanage d’un petit groupe de spécialistes universitaires et techniques.

La création d’un tel institut au sein d’une école de commerce est une manière concrète d’affirmer qu’une approche strictement technologique de la physique quantique n’est pas suffisante, et que ses dimensions économiques, stratégiques et sociétales font partie intégrante du même débat que la physique.

Les technologies quantiques progressent rapidement et devraient avoir un impact sur la plupart des secteurs d’activité, alors que le niveau de compréhension de ceux qui devront les mettre en œuvre est encore bien en deçà. Les dirigeants d’entreprise n’ont pas besoin d’exécuter un algorithme quantique. Ils doivent comprendre ce que ces technologies peuvent et ne peuvent pas faire, poser les bonnes questions à leurs équipes et à leurs fournisseurs, et éviter à la fois un scepticisme excessif et des attentes irréalistes.

Cette ambition soulève un défi pédagogique. Comment enseigner les concepts quantiques, souvent perçus comme abstraits, contre-intuitifs, voire « mystérieux », à des étudiants et à des cadres issus du monde de la gestion ? Comment préserver la rigueur conceptuelle de la théorie tout en restant accessible à ce public ? Voici ma réponse.

La barrière mathématique est moins haute que la plupart des gens ne le pensent

Commençons par les mathématiques, car c’est là que la plupart des gens s’attendent à rencontrer des difficultés. Si l’on se concentre sur l’informatique quantique sans entrer dans les détails de l’ingénierie matérielle, le cadre pertinent est en grande partie celui des systèmes discrets : les systèmes à deux niveaux et leurs généralisations. Il est donc possible d’aller assez loin avec des outils relativement simples empruntés à l’algèbre linéaire et à l’analyse complexe. D’un point de vue strictement mathématique, la barrière est bien moins haute qu’on ne le suppose généralement lorsque l’objectif est d’enseigner les concepts quantiques à des non-physiciens.

La véritable difficulté est d’ordre conceptuel

Le véritable défi réside ailleurs. La théorie quantique nous invite à appréhender une forme de logique qui s’écarte des intuitions classiques, et c’est précisément là que réside sa valeur pédagogique. L’enseigner à des non-spécialistes est l’occasion de réfléchir à une logique non classique qui semble régir la nature à son niveau le plus fondamental.

D’après mon expérience, la voie la plus fructueuse pour aborder ce sujet consiste à mettre en évidence la continuité entre le formalisme quantique et la théorie classique des probabilités. Les probabilités quantiques sont plus subtiles que les probabilités classiques, mais elles n’ont rien de mystérieux : elles émergent comme le module au carré d’amplitudes complexes, qui peuvent interférer de manière constructive ou destructive. La théorie quantique étend les notions familières de probabilité plutôt que de les remplacer, et la bonne séquence pédagogique découle de cela. S’appuyer sur le cadre classique, puis montrer où il atteint ses limites.

Ce que décrit la théorie quantique : la structure du possible

On considère généralement que la science vise à fournir une description mathématiquement rigoureuse des phénomènes physiques tels que nous pouvons les observer. La physique quantique s’avère avoir un objectif plus ambitieux : décrire l’éventail complet des potentialités, un régime dans lequel les résultats ne se sont pas encore cristallisés et où la structure même de ce qui est possible reste en devenir.

Ces potentialités sont suffisamment réelles pour interférer et s’intricer, prenant part à une chorégraphie subtile qui forme une couche de réalité cachée, sous-jacente, et peut-être même antérieure. Cette interprétation du formalisme est l’objet de nos recherches, au sein de l’ Initiative « Fondements de la mécanique quantique » de l’EDHEC, où une formulation fondée sur les potentialités est développée avec tous les détails mathématiques nécessaires. Elle présente également une valeur pédagogique directe : elle réduit les abstractions superflues tout en offrant aux étudiants un cadre conceptuel intuitif, ce dont a besoin un public non spécialisé.

Notre parcours et notre mission

À l’EDHEC Quantum Institute, nous nous sommes lancés dans un parcours et une mission.

Notre parcours consiste à développer une approche pédagogique adaptée pour informer les décideurs et le grand public sur la physique quantique, et pour expliquer les règles qui permettent une description formelle de ce qui est réel : les résultats des expériences physiques, mais aussi le déroulement des trajectoires potentielles avant qu’elles ne se matérialisent.

Notre mission est de raconter comment les physiciens et les ingénieurs commencent à accéder à cette couche plus profonde, à façonner la possibilité elle-même et à la transformer en technologies capables de révolutionner notre façon de calculer, de communiquer et de percevoir le monde. C’est une histoire fascinante, qui ne doit pas rester l’apanage des seuls spécialistes.

Nous sommes animés par une conviction : la théorie quantique peut être enseignée et partagée avec des non-spécialistes, à condition que l’approche pédagogique soit adaptée à ce public. Cela implique d’éviter les références à des notions mathématiques trop abstraites et de mettre l’accent sur les liens avec les cadres classiques afin d’en révéler les limites.

Concrètement, cela se traduit de trois manières. Pour les étudiants de l’EDHEC, les cours d’initiation, les options et les formats de conférences permettent d’acquérir une maîtrise opérationnelle des concepts quantiques et de leur importance économique et stratégique, dans le cadre même de la formation en gestion plutôt qu’en marge de celle-ci.

Pour les professionnels expérimentés, nos programmes pour cadres abordent la disruption quantique et les risques liés à la technologie quantique. L’offre actuelle se compose de programmes sur mesure adaptés à une seule organisation, et une offre à inscription libre est en cours d’élaboration, à commencer par un programme sur le quantique appliqué à la finance.

Pour le grand public, nos recherches, notre glossaire des concepts quantiques et notre travail de sensibilisation ont pour but de rendre le sujet accessible à toute personne désireuse de s’y intéresser sérieusement.

Le quantique façonnera les décennies à venir. La question de savoir s’il est compris uniquement par les spécialistes ou également par les décideurs économiques et politiques n’est pas seulement d’ordre scientifique. C’est une question pédagogique, et c’est pour combler ce fossé que cet Institut existe.

Lionel Martellini est directeur fondateur de l’EDHEC Quantum Institute et professeur de finance à l’EDHEC Business School. Il est titulaire de deux doctorats, l’un en finance de l’université de Californie à Berkeley, et l’autre en astrophysique. En savoir plus sur l’Institut et ses programmes de formation.