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Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) - Pascale Senellart

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This podcast has
26 episodes
Language
French
Explicit
No
Date created
2025/12/12
Latest episode
2026/04/16
Average duration
55 min.
Release period
5 days

Description

Présentation de la chaire La chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt, créée en 2006, marque la volonté commune du Collège de France et de la Fondation Bettencourt Schueller de mettre en valeur l'importance des travaux qui doivent être consacrés à l'innovation technologique. Technologies quantiques émergentes La révolution des sciences et technologies de l'information au XXe siècle n'a exploité qu'une infime partie des concepts introduits par la mécanique quantique. Depuis deux décennies, une seconde révolution technologique se prépare, basée sur des concepts subtils et fragiles tels que l'intrication et la superposition quantique. La capacité de manipuler des systèmes quantiques dits « élémentaires » est au cœur de ces développements ouvrant la voie à des applications variées : ordinateurs capables de surpasser les supercalculateurs actuels, réseaux de communication sécurisés par les lois quantiques, ou encore capteurs mesurant gravité et champs magnétiques avec une précision inédite. Biographie Pascale Senellart est directrice de recherche au CNRS, au Centre de nanosciences et de nanotechnologies, université Paris-Saclay. Elle mène ses recherches à l'interface entre la physique du solide, l'optique quantique et les nanotechnologies. Elle étudie les boîtes quantiques semi-conductrices, des nano-objets composés de milliers d'atomes qui se comportent comme un seul et peuvent ainsi émettre des photons un par un. En 2017, elle cofonde la startup Quandela, qui développe et commercialise des sources de photons uniques afin de soutenir le développement des technologies quantiques. Aujourd'hui, Quandela développe les premiers calculateurs quantiques à base de lumière. Pascale Senellart rejoint le CNRS en 2002, elle est directrice de recherche en 2011 et professeure chargée de cours à l'École polytechnique depuis 2014 où elle enseigne la mécanique quantique. En 2020, elle participe à la création d'une formation aux technologies quantiques sur le campus de Saclay. Elle consacre aujourd'hui 30 % de son temps au conseil scientifique auprès de Quandela. Ses travaux ont été récompensés par la médaille d'argent du CNRS (2014), le grand prix Mergier-Bourdeix de l'Académie des sciences (2021), le grand prix Jean-Ricard de la Société française de physique (2023). Elle est élue membre de l'Académie des sciences en 2022 et de l'Académie des technologies en 2024. Elle est membre du Conseil présidentiel pour la science depuis 2023.

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Colloque - Hugo Defienne : Quantum Imaging with Entangled Photons
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Hugo Defienne : Quantum Imaging with Entangled Photons Résumé Entanglement stands as a foundational resource in quantum technologies. Lacking a classical equivalent, it theoretically guarantees superior performance over classical systems, provided it plays a non-trivial role in the underlying process. However, in the field of optical imaging, demonstrating the indispensable nature of entanglement remains a significant challenge. Most current applications rely on optical correlations derived from entangled states - features that can often be emulated by classical sources - rendering entanglement a sufficient, rather than strictly necessary, component. In this presentation, we explore imaging scenarios where entanglement becomes a critical and non-trivial asset. Specifically, I will discuss recent experimental studies utilizing entangled photon states to image through scattering media, highlighting regimes where quantum entanglement provides a definitive advantage over classical alternatives. And, as a nod to the foundations of quantum mechanics, the presentation will be illustrated with the mandatory pictures of cats! Hugo Defienne Hugo Defienne's research focuses on quantum optics, imaging, and complex media. He is a researcher at the CNRS at Sorbonne University in Paris, where he heads the Quantum Imaging Paris group. He completed his doctoral thesis at the Kastler-Brossel Laboratory in Paris, where he studied quantum optics in disordered media. He graduated in 2016 and then turned his attention to quantum imaging in his postdoctoral research at Princeton University and then at the University of Glasgow. He became a lecturer in Glasgow before returning to Paris in 2022 to set up his own group at the CNRS thanks to a grant awarded to early-career scientists by the European Research Council.
Colloque - Anaïs Dréau : Single Color Centers for Silicon-Based Quantum Technologies
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Anaïs Dréau : Single Color Centers for Silicon-Based Quantum Technologies Anaïs Dréau Résumé Capitalizing on the success of the microelectronics and integrated photonics industries, silicon is the material that has generated the most scientific interest for quantum technologies and offers currently the greatest diversity of integrated quantum systems. Recently, in 2020, a new type of physical systems in silicon has emerged for quantum applications: individual color centers. These fluorescent point defects can be isolated at single defect-scale using low-temperature confocal microscopy, and emit single photons directly at telecom wavelengths, suitable for long-distance propagations in optical fibers. Furthermore, some of these defects are also coupled to an optically detectable electron spin that could be used to store and process quantum information.
Colloque - Hugues de Riedmatten : Quantum Memories for Quantum Networks
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Hugues de Riedmatten : Quantum Memories for Quantum Networks Hugues de Riedmatten Résumé The distribution of entanglement between the nodes of a quantum network will allow new advances e.g. in long distance quantum communication, distributed quantum computing and quantum sensing. The realization of large-scale quantum networks—also known as quantum internet—will require quantum repeaters to enable quantum communication over distances much longer than the fiber attenuation length. The nodes of a quantum repeater are matter systems that should efficiently interact with quantum light, allow entanglement with photons (ideally at telecommunication wavelengths) and serve as a quantum memory allowing long-lived, faithful and multiplexed storage of entangled quantum bits.
Colloque - Adriana E. Lita : Development of Superconducting Single-Photon Detectors for Quantum Information Applications
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Adriana E. Lita : Development of Superconducting Single-Photon Detectors for Quantum Information Applications Adriana E. Lita Résumé Single-photon detectors are a key enabling technology for the realization of light-based quantum information applications. These devices operate at the fundamental limit of electromagnetic signal strength, which places stringent requirements on their performance. The quest for an ideal single-photon detector aims to combine as many of the following performance metrics as possible: near-unity detection efficiency, ultra-low dark count rates, fast temporal response, and photon-number-resolving capability, all across a wide spectral range.  In this presentation I will review the development and latest performance records achieved by single-photon detectors, with a focus on superconducting detectors such as Superconducting Nanowires Single-Photon Detectors (SNSPDs) and Transition-Edge Sensors (TESs). I will highlight how these detectors have redefined the state-of-the-art and conclude by showcasing representative applications in quantum information science and related fields.
Colloque - Alexia Auffèves : An Energetic Perspective on Fundamental Processes in Quantum Optics
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Alexia Auffèves : An Energetic Perspective on Fundamental Processes in Quantum Optics Alexia Auffèves Résumé For the emerging field of quantum energetics, a crucial motivation is to understand how quantum features impact energy and entropy exchanges in the quantum realm. Energetic footprint of quantum coherence and entanglement, irreversibility of quantum measurement and decoherence are typical research topics in the field. By staging simple interacting systems like atoms and photons, quantum optics provides a convenient scenery to study these effects. In this talk I will present a new framework to analyse energy and entropy exchanges in quantum optics, and apply it to elementary mechanisms: spontaneous and stimulated emission, coherent driving, driven-dissipative dynamics. I will showcase a few recent experimental results to illustrate the operationality of this framework before concluding on the impact of this research on the energy cost of quantum technologies.
Colloque - Antoine Heidmann : Listening to the Universe with Quantum Light: Quantum technologies for gravitational-wave detection
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Antoine Heidmann : Listening to the Universe with Quantum Light: Quantum technologies for gravitational-wave detection Antoine Heidmann Résumé Gravitational waves have opened a new way of observing the Universe, but their detection relies on laser interferometers operating at the very edge of what quantum physics allows. Quantum light — and in particular squeezed states — has become a key resource for improving detector sensitivity and overcoming quantum noise. This presentation highlights how squeezing and frequency-dependent squeezing are implemented in gravitational wave detectors such as LIGO and Virgo to enhance gravitational wave detection over a broad frequency range, and illustrates how quantum technologies developed for sensing play an essential role in fundamental research.
Colloque - Christine Silberhorn : Scaling Photonic Systems for Quantum Information Processing
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Christine Silberhorn : Scaling Photonic Systems for Quantum Information Processing Christine Silberhorn Résumé Photonic systems represent a promising physical platform for realizing quantum computing, offering low-noise operation, room-temperature compatibility, and access to inherently high-dimensional optical modes. A key challenge for scaling these systems into practical quantum processors is the realization of engineered quantum light sources, efficient multiplexing schemes, and reconfigurable photonic circuits within compact architectures.
Colloque - Serge Haroche : Rydberg Atoms Interacting with Light: From Bohr's Atom to Quantum Simulations
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Colloque - Serge Haroche : Rydberg Atoms Interacting with Light: From Bohr's Atom to Quantum Simulations Serge Haroche Professeur du Collège de France, Administrateur du Collège de France (2012-2015)
Colloque - Light-based Quantum Technologies - Introduction
2026/04/16
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Colloque : Light-based Quantum Technologies Pascale Senellart, chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt Introduction
Séminaire - Tracy Northup : Quantum Interfaces Based on Ions and Photons
2026/02/24
Pascale Senellart Chaire Les chaires Collège de France Année 2025-2026 Tracy Northup Professor, University of Innsbruck, Department of Experimental Physics Séminaire - Tracy Northup : Quantum Interfaces Based on Ions and Photons
08 - Technologies quantiques émergentes : Interfaces et mémoires quantiques
2026/02/24
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 08 - Technologies quantiques émergentes : Interfaces et mémoires quantiques Résumé Pour accroître les performances des ordinateurs quantiques et mettre en place des réseaux de communication quantique à grande distance, il est indispensable de développer des interfaces reliant les qubits stationnaires aux qubits volants. Ce cours présentera les principales approches explorées pour concevoir de telles interfaces, qu'il s'agisse de coupler un qubit — atome, spin, qubit supraconducteur… — à la lumière ou aux ondes acoustiques. Nous en profiterons également pour introduire le domaine des mémoires quantiques, en discutant des métriques qui permettent de les caractériser ainsi que des réalisations récentes. Enfin, nous proposerons un panorama des applications rendues possibles par ces interfaces et mémoires quantiques.
Séminaire - Markus Aspelmeyer : How Does a Quantum Object Gravitate?
2026/02/17
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Séminaire - Markus Aspelmeyer : How Does a Quantum Object Gravitate? Markus Aspelmeyer Professor of Physics, University of Vienna Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Vienna, Austrian, Academy of Sciences Résumé No experiment today provides evidence that gravity requires a quantum description. The quantum optical control of solid-state mechanical devices, quantum optomechanics, may change that situation -- by enabling experiments that directly probe the phenomenology of quantum states of gravitational source masses. Such "quantum Cavendish" experiments require to explore extreme regimes of both quantum and gravity phenomena, specifically: delocalized motional quantum states of sufficiently massive objects, as well as gravity experiments on the microscopic scale. Extending quantum optomechanics methods to trapped solids offers a unique approach for pushing into these ambitious parameter regimes. I review the current status in the lab and the challenges to be overcome for future experiments. Markus Aspelmeyer Markus Aspelmeyer is Professor of Physics at the University of Vienna and Scientific Director at the Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) of the Austrian Academy of Sciences in Vienna. He studied physics and philosophy in Munich, Germany. After a PhD in solid state physics from LMU Munich he switched fields to quantum optics. By combining these two backgrounds he became one of the early pioneers of the field of quantum optomechanics, a new paradigm for light-matter interaction that allows to control solid-state quantum systems and to explore previously unattainable regimes of macroscopic quantum phenomena. He is a Fellow of the American Physical Society, and Member of the Austrian Academy of Sciences and the Academy of Sciences and Humanities in Hamburg. His current research is focused on the intriguing puzzles around quantum physics and gravity.
07 - Technologies quantiques émergentes : Vibrations et technologies quantiques
2026/02/17
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 07 - Technologies quantiques émergentes : Vibrations et technologies quantiques Résumé Les vibrations d'un atome unique, ou d'une multitude d'atomes dans un solide, sont aussi bien une source de décohérence dont il faut s'affranchir, qu'un système quantique à part entière que l'on peut manipuler. Ce cours introduira ces deux facettes des vibrations ou phonons dans les technologies quantiques émergentes. Nous verrons par exemple comment réduire fortement le couplage d'un qubit à l'état solide aux phonons afin de préserver la cohérence quantique. Nous introduirons également le domaine de l'optomécanique quantique où le mouvement de systèmes macroscopiques est contrôlé optiquement jusqu'à atteindre le régime quantique. Ces systèmes permettent aujourd'hui de réaliser des capteurs très sensibles, de coupler différents systèmes quantiques et d'explorer des questions fondamentales de la physique.
Séminaire - Antoine Browaeys : Assembler la matière quantique atome par atome
2026/02/10
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 Technologies quantiques émergentes Antoine Browaeys Directeur de recherche, CNRS Séminaire - Antoine Browaeys : Assembler la matière quantique atome par atome Résumé Depuis une vingtaine d'années, les physiciens apprennent à manipuler des objets quantiques individuels : atomes, ions, molécules, circuits quantiques... Ils savent désormais construire « atome par atome » une matière quantique synthétique. Cette présentation introduira un exemple de système, basé sur des ensembles d'atomes individuels piégés dans des réseaux de pinces optiques. En excitant les atomes avec des lasers, nous contrôlons leurs interactions et étudions ainsi leurs propriétés dans des régimes où les simulations par les méthodes numériques habituelles sont déjà très difficiles. Certains aspects de ces recherches ont conduit à la création de la société Pasqal. Antoine Browaeys Antoine Browaeys est directeur de recherche au CNRS. Il a étudié à l'École normale supérieure de Cachan (France) et a fait sa thèse à l'Institut d'optique sous la direction d'Alain Aspect (2000). Il est ensuite parti deux ans aux USA comme postdoctorant dans le groupe de W.D. Phillips au NIST. Il a été recruté au CNRS en 2003 pour travailler dans le groupe de Philippe Grangier avant de développer ses propres activités. Il travaille aujourd'hui avec son équipe sur des expériences de manipulation d'atomes par laser en interactions contrôlées pour étudier les propriétés quantiques de ses systèmes. Il est cofondateur et conseiller scientifique de la société Pasqal qui a émergé de ses travaux. Il a reçu la médaille d'argent du CNRS en 2021 et en 2026 les prix H. Walther (DPG), Ramsey (APS) et John Bell. Il a été élu à l'Académie des sciences en 2023.
06 - Technologies quantiques émergentes : Processeurs quantiques à bases d'atomes
2026/02/10
Pascale Senellart Chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt (2025-2026) Collège de France Année 2025-2026 06 - Technologies quantiques émergentes : Processeurs quantiques à bases d'atomes Résumé Les processeurs quantiques à base d'atomes ou des ions se sont développés grâce aux techniques permettant de les piéger un par un et de manipuler optiquement leurs états quantiques internes. Ce cours présentera les grands principes de fonctionnement de ces processeurs quantiques atomiques : piégeage d'atomes neutres ou ionisés, états quantiques choisis comme supports de l'information quantique et principes physiques utilisés pour intriquer plusieurs particules. Ces processeurs permettent d'ores et déjà de réaliser du calcul analogique, encore appelé simulation quantique. Les premiers protocoles de correction d'erreur coté calcul digital ont récemment vu le jour.

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