Science & Vie

Face à la mécanique quantique, les gens se divisent en général en deux camps: il y a ceux qui ne la comprennent pas… et ceux qui ne cherchent même pas à la comprendre ! Rebutés par la complexité de ses équations mathématiques et l’étrangeté des phéno

La fin du XIXe siècle annonçait un véritable âge d’or pour les physiciens. Rien ne laissait présager qu’ils allaient voir naître l’une des plus puissantes et dérangeantes théories de l’histoire des sciences. Le siècle s’achève en effet sur le triomph

Le physicien allemand Max Planck (1858-1947) est le premier à avoir stipulé que l’échange d’énergie entre la lumière et la matière se fait de manière discontinue, par paquets d’énergie indivisibles, les “quanta”. Il est ainsi considéré comme le père

Einstein (1879-1955) construit seul la théorie de la relativité et postule, en 1905, la nature granulaire de la lumière sur la base des quanta de Planck. Puis il découvre “involontairement”, en 1935, le phénomène d’intrication. Reconnu par ses pairs

Le physicien danois Niels Bohr (1885-1962) est le premier à transposer le principe de quantification de Planck et Einstein à la matière : en 1913, il conçoit le premier modèle quantique de l’atome d’hydrogène. Et élaborera la première théorie quantiq

Le physicien français Louis de Broglie (1892-1987) est le premier à postuler que la matière peut se comporter comme une onde. Un pilier de la mécanique quantique. En théorisant la dualité, de Broglie devrait être considéré comme le fondateur de la qu

Physicien autrichien, Wolfgang Pauli (1900-1958) découvre que deux électrons appartenant au même atome ne peuvent se trouver dans le même état. Ce principe d’exclusion, qui porte son nom, sera ensuite généralisé à d’autres particules. On lui doit aus

Le physicien autrichien Erwin Schrödinger (1887-1961) a formulé l’équation centrale de la physique quantique, qui décrit l’évolution d’un système quantique dans le temps. Il est aussi connu pour l’expérience de pensée du “chat”, censée pointer le pro

Physicien allemand, Werner Heisenberg (1901-1976) n’a que 23 ans quand il propose d’utiliser la mathématique des matrices pour le formalisme quantique. À tout juste 25 ans, il énonce le principe d’incertitude, qui stipule que la vitesse et la positio

Le Britannique Paul Dirac (1902-1984) réalise un travail de synthèse : c’est lui qui va démontrer l’équivalence entre l’équation de Schrödinger et la description matricielle de Heisenberg. C’est encore lui qui, en 1931, prédit l’existence de l’antima

Ce principe fondamental stipule que tout objet quantique peut se comporter à la fois comme une onde (un flux intangible) et un corpuscule (un grain de matière). Il a été démontré par l’expérience de la double fente de Young. Pour savoir si un objet

Pour beaucoup, le meilleur des mondes quantiques est à venir: l’ordinateur quantique et sa puissance vertigineuse (lire p. 50), l’internet quantique et ses communications inviolables (lire p. 56)… Bref, des révolutions technologiques qui, à en croire

Dieu joue probablement aux dés.” Ce 12 décembre 1982, le quotidien Le Monde publie un article dont le titre s’adresse de façon posthume à deux pionniers de la quantique, Einstein et Bohr, comme pour leur signaler que leur longue controverse touche à

Notre processeur quantique Sycamore effectue en 200 secondes une tâche que le meilleur supercalculateur mettrait près de 10000 ans à exécuter.” Telle est, en substance, l’annonce fracassante publiée par Google dans la revue Nature d’octobre 2019. L’e

La variante la plus avancée des qubits supraconducteurs, appelés “transmons”, s’appuie sur les états de charge de couples d’électrons de part et d’autre d’une “jonction de Josephson” (2 électrodes supraconductrices séparées par une couche isolante).

Le 15 juin dernier, la prestigieuse revue scientifique Nature publiait un article qui fit l’effet d’une petite bombe dans le monde de la cryptologie. Et pour cause: l’équipe du Pr Jian-Wei Pan, physicien à l’université de Chine, y annonçait un exploi

L’information est portée par une succession de photons uniques qui passent à travers des filtres polarisants. Sa portée est de plusieurs centaines de kilomètres en utilisant un réseau terrestre de fibre optique. Elle nécessite des dispositifs d’émiss

Le malheur des uns fait parfois le bonheur des autres. Si la sensibilité des systèmes quantiques à leur environnement est la bête noire de ceux qui cherchent à utiliser la superposition et l’intrication pour faire du calcul, c’est en revanche une min

1 La superposition quantique est très sensible à l’environnement: toute force extérieure modifie la trajectoire des atomes La 1re impulsion laser place les atomes en superposition : excités/non excités. Les atomes excités vont plus vite. La 2e imp

Il s’agit de forcer un laser à osciller sur la fréquence de changement d’état d’un atome, ce qui donne un signal périodique extrêmement stable. L’incertitude est très faible, de l’ordre de 1 seconde sur 300 millions d’années. Elle reste sensible aux

Paris, Assemblée nationale, 9 janvier 2020. “La profondeur de la rupture que pourraient induire les technologies quantiques dans les prochaines décennies est au moins comparable à celle qui résulte de l’invention du transistor au milieu du XXe siècle

En 2012, le physicien américain John Preskill, du Caltech Institute, utilise pour la première fois l’expression “suprématie quantique” et en donne une définition. Ce cap désigne selon lui le moment où un ordinateur quantique parviendra à résoudre un

En 2016, l’Europe a défini les quatre piliers appelés à devenir des applications quantiques incontournables : les capteurs, le calcul, la simulation, les communications. Et l’énergie dans tout ça ? Son arrivée pourrait bien s’inscrire, dans les année

D’où viennent ces étranges règles qui contredisent les lois classiques ? Que nous disent-elles sur la nature? Que penser de la superposition, ce bizarre don d’ubiquité qui permet à une particule d’être à la fois à un endroit et à un autre? Ou de l’in

Le principe de superposition, qui s’applique habituellement à l’état ou à la position d’une particule, peut s’appliquer au lien causal: un effet peut se superposer à la cause qui l’a induit. Cette superposition causale a déjà été prouvée par l’expéri

Non-localité. Non-séparabilité. Non-clonage. Indéterminisme. Le lexique est révélateur: les grands concepts de la physique quantique ne se définissent bien souvent que par des remises en cause de concepts classiques. Et traduisent des phénomènes tous

Les deux grandes théories qui ont révolutionné la physique du XXe siècle ont aussi forgé un de ses plus grands dilemmes. La mécanique quantique décrypte avec brio le monde de l’infiniment petit. Et la relativité générale offre, elle, une précision in

La fonction d’onde affecte des probabilités aux différents événements en fonction des informations dont l’observateur dispose. C’est une sorte de manuel de l’utilisateur dont il se sert pour prendre des décisions éclairées concernant le monde qui l’e

NATHAN MUSOKE ET AL. - ESO - ESA/HUBBLE & NASA - G.CIRADE ■

Inspirée de la théorie des boucles, la TDC espère voir émerger la gravité quantique à l’aide d’une partition de l’espace-temps en collant le long de leurs faces des analogues multidimensionnels du triangle, appelés 4-simplexes, et de simulations numé

La théorie quantique est déconcertante. D’un côté, c’est un triomphe absolu de la science: elle n’a jamais été mise en défaut et toutes ses prédictions ont été confirmées expérimentalement avec un luxe de détails inouï. De l’autre, ce qu’elle nous di

Max Planck ne se doutait probablement pas que sa notion de quanta (quantum, en anglais) inspirerait le titre d’un James Bond (Quantum of Solace), ceux de romans policiers, et se retrouverait dans les appellations de divers produits high-tech, télévis

Je pense qu’il est temps de dépasser le constat des étrangetés de la mécanique quantique, qui date des années 1920. Pour moi, l’enjeu principal n’est plus dans l’interprétation de la superposition d’états, ni dans ce questionnement sur la nature du r

Jusqu’à quelle échelle s’applique-t-elle? D’un point de vue mathématique, rien n’indique que la théorie quantique ne puisse pas s’appliquer à des objets macroscopiques. En fait, l’absence de phénomènes quantiques à notre échelle est une question d’

Faire un parallèle entre l’infiniment grand (l’espace) et l’infiniment petit (les atomes): voilà l’ambition de cet article signé Gabrielle Flammarion, astronome, qui décrit un atome “d’une fantastique petitesse, d’une agilité inouïe”, ressemblant à “