Depuis 2016, le prix Charpak-Ritz est décerné conjointement par la Société Française de Physique et la Société Suisse de Physique à un physicien ou à une équipe pour des contributions exceptionnelles à la physique ou à son développement.
Le prix 2025 est décerné à Nicolas Sangouard pour ses contributions théoriques à l’optique quantique et à l’information quantique, qui ont ouvert la voie à des expériences révolutionnaires dans le domaine des communications quantiques et du calcul quantique.
Fort des connaissances sur l’interaction lumière-matière acquises lors de son doctorat à l’Université de Bourgogne, Nicolas Sangouard a commencé en 2004, d’abord à Kaiserslautern, puis à Genève, à travailler sur le stockage de la lumière dans des ensembles atomiques. Il a notamment fourni des descriptions rigoureuses de la manière dont des photons uniques peuvent être stockés dans des systèmes à l’état solide et a montré comment des quantités accessibles expérimentalement influencent l’efficacité et la fidélité du stockage.
Ces contributions ont ouvert la voie à des expériences pionnières de stockage de photons dans des systèmes à l’état solide, comme les toutes premières expériences démontrant de l’intrication entre un photon et un ensemble atomique à l’état solide ou entre deux ensembles atomiques à l’état solide.
Cela l’a amené à explorer, à partir de 2007, les applications de ces mémoires photoniques dans le cadre des communications quantiques. Il a proposé des architectures, qui sont actuellement les plus efficaces, pour réaliser des réseaux quantiques avec des mémoires photoniques basées sur des ensembles d’atomes. Ces architectures, ainsi que les estimations précises des ressources nécessaires à leurs constructions, ont contribué de manière significative à l’émergence d’activités expérimentales sur les réseaux quantiques, qui sont aujourd’hui au cœur de nombreux programmes de recherche nationaux et internationaux. En 2014, Nicolas Sangouard a rejoint certains de ces projets en établissant un groupe de recherche indépendant à Bâle en tant que professeur du FNS. Grâce à ces projets, il a développé des modèles théoriques des interfaces lumière-matière avec une précision sans précédent, offrant un soutien précieux pour des avancées expérimentales dans le cadre des réseaux quantiques à travers diverses plateformes physiques, comme des solides dopés aux terres rares, des cristaux de diamant, des ions piégés, des boites quantiques et des qubits supraconducteurs.
Depuis 2010, Nicolas Sangouard étudie aussi l’intérêt de ces réseaux quantiques pour sécuriser l’échange de données numériques sensibles. Après des années de travail, son groupe et lui ont rassemblé les outils mathématiques nécessaires pour distribuer des clés avec des garanties de sécurité indépendantes de toute hypothèse sur le fonctionnement interne des dispositifs utilisés pour produire ces clés. C’est ainsi qu’a été réalisée la première et unique expérience de distribution quantique de clés indépendante des dispositifs.
Depuis 2019, Nicolas Sangouard est directeur de recherche CEA à l’Institut de Physique Théorique de Paris-Saclay. Avec son groupe, il a mis en évidence l’importance de l’intégration d’une mémoire quantique dans les architectures de calcul quantique. Ce travail a démontré que cette intégration réduit considérablement le nombre de qubits nécessaires à l’exécution d’algorithmes à grande échelle, atteignant des réductions de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux architectures standard sans mémoire quantique. Ce résultat pourrait constituer une étape décisive vers la réalisation du premier ordinateur quantique à grande échelle.