La mécanique quantique a été le moteur des grandes révolutions technologiques de la seconde moitié du xxe siècle, comme le transistor, le laser ou les systèmes de navigation. Ces innovations n'ont pourtant pas exploité les concepts les plus subtils, ceux qui ont tant fait débat parmi les fondateurs de la mécanique quantique : la superposition quantique et l'intrication. Ces concepts contre-intuitifs ouvrent la voie à de nouvelles façons d'encoder et de manipuler l'information. Les observer et les exploiter requiert toutefois un degré de contrôle inédit des systèmes physiques.Les dernières décennies de recherche en physique quantique, appliquées à des systèmes très variés, allant de la lumière aux composants semi-conducteurs et supraconducteurs, en passant par les atomes, ont progressivement permis de manipuler des systèmes quantiques élémentaires très " purs ", et de mettre en évidence, puis de maîtriser la superposition quantique et l'intrication. Il est aujourd'hui possible de générer la lumière photon par photon, de synthétiser de la matière artificielle atome par atome, de sculpter des atomes artificiels avec les outils de la microélectronique, d'intriquer photons et atomes naturels ou artificiels. Ces avancées scientifiques permettent aujourd'hui de développer des applications comme les processeurs quantiques, les protocoles de communication sécurisés ou encore des capteurs de sensibilité ultime, facilitant par exemple la détection d'ondes gravitationnelles.Ce livre décrit les débuts de cette aventure, où recherche fondamentale et développements technologiques avancent résolument de concert. C'est un domaine en plein essor au niveau international, où poésie et esthétique se mêlent au quotidien à des ambitions scientifiques extrêmes et à une concurrence intense, à la mesure des enjeux.Cet ouvrage est issu de la leçon inaugurale prononcée au Collège de France le jeudi 11 décembre 2025 par Pascale Senellart-Mardon, professeure invitée sur la chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt pour l'année académique 2025-2026.