Science

Les diamants ouvrent la porte à l’informatique quantique

Un physique quantique est reconnu pour s’écouler sur des phénomènes bizarres qui obéissent normalement aux lois de la physique classique. L’interaction entre les objets proposés par la physique des échelles de béton rencontre généralement des obstacles théoriques lorsqu’elle est confrontée aux connexions typiques proposées par cette nouvelle école.

Le phénomène quantique connu sous le nom d'”intrication” relie théoriquement deux objets même s’ils sont séparés par des distances incommensurables, et étudie également les éléments qui affectent les deux objets dans le temps et l’espace, ainsi que les potentialités de ces interactions.

L’enchevêtrement, en bref, se produit lorsque des particules telles que des électrons ou des photons interagissent physiquement puis se séparent. Ce qui définit le phénonème, du point de vue quantique, est le postulat selon lequel les deux particules partagent un état indéfini jusqu’à ce qu’elles soient mesurées.

C’est cette interférence de mesure qui provoque, entre autres facteurs, la connexion qui porte le nom du phénomène lui-même. C’est-à-dire des particules qui peuvent être connectées (mais séparées) de façon pontée et qui réagissent à l’intervention d’une mesure et provoquent ainsi l’état de corrélation ou, si l’on permet de simplifier le terme, de contact.

Des scientifiques du Royaume-Uni, de Singapour et du Canada ont réalisé un exploit remarquable dans ce domaine d’étude. Ils ont pu démontrer physiquement le phénomène au moyen de diamants ordinaires et dans les conditions que l’on trouve dans n’importe quel laboratoire.

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Ben Sussman, physicien quantique au Conseil national de recherches du Canada, explique :

Il est difficile de comprendre que nous pouvons pratiquement tenir dans nos mains cette petite “chose” quantique d’un millimètre d’épaisseur.

Il n’hésite pas à dire que la succession des tentatives qui ont abouti à ces résultats est assez importante pour les ingénieurs et les chercheurs qui cherchent depuis des années à explorer le phénomène de l’intrication à des fins d’application dans des technologies telles que l’informatique quantique, qui fait l’objet de débats.

Et, en fait, c’est un grand pas dans cette direction que de pouvoir apprécier une démonstration scientifique qui va au-delà de la théorie proposée dans les calculs et les articles d’autres experts.

L’expérience consistait à positionner deux morceaux de diamant (ci-dessus, en violet) et à les envelopper ? en créant l’état quantique d’enchevêtrement ? par de petites impulsions de laser (en vert). Ceci étant bien établi, il a été possible de mesurer la lumière émise simultanément par les deux diamants (bleu et rouge), de sorte que les scientifiques ont pu prouver l’état quantique souhaité grâce à l’expérience.

Un des autres facteurs qui a attiré l’attention de la communauté scientifique est le fait que cette expérience a été réalisée à température ambiante et avec des matériaux à l’état solide naturel. La méthodologie commune pour des expériences de ce type envisage toujours la modification d’états d’échantillons très différents de diamants naturels simples et aussi des conditions particulières, comme des températures très basses.

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L’étape suivante consiste à permettre d’établir le phénomène en reliant des éléments de taille beaucoup plus importante. Là encore, il y a déjà eu des situations où les scientifiques ont pu “emmêler” ? des circuits intégrés supraconducteurs, mais seulement avec leurs températures réduites à des niveaux extrêmement bas.

La nouvelle génération d’experts holistiques semble donc avoir fait le plein d’informations sur le fait que les objets courants ont le potentiel d’afficher ce comportement ou cet état.

D’une part, il n’y a qu’un potentiel à associer les résultats de l’expérience AAAS à une brique, d’autre part, l’expérience elle-même ne fait que préparer un chemin encore très long à parcourir jusqu’à ce que le prochain candidat Gandalf puisse être entièrement satisfait.

En d’autres termes, pouvez-vous compter sur des choses comme “la science prouve sans l’ombre d’un doute qu’il nous suffit d’apprendre à mesurer correctement que nous pouvons nous connecter à un oignon cosmique”, etc.

La ruse avec ces pauvres âmes mise à part, les scientifiques avertissent que les phénomènes quantiques se décomposent ou se dissocient facilement lorsqu’ils sont dans des objets plus grands.

La raison en est une propriété physique qui favorise la démonstration d’états d’enchevêtrement dans des objets plutôt petits, connue sous le nom de “cohérence”. Cette condition subit une sorte d’érosion lorsqu’elle interagit avec d’autres éléments, comme les atomes proches des éléments “connectés”.

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Sussman clarifie :

“La cohérence est le facteur de mesure qui détermine le potentiel quantique d’un système. S’il y a trop d’éléments thermiques qui rebondissent dans ce système, le potentiel quantique disparaît”.

Ian Walmsley, professeur de physique expérimentale à l’université d’Oxford, explique cela :

“Il est plus facile de maintenir la consistance des petits objets car ils sont pratiquement isolés des autres particules qui peuvent perturber leurs interactions. Les choses se compliquent sur les objets de grande taille contenant plusieurs autres pièces mobiles”.

Sussman et ses collègues constatent que, sur les points principaux de la recherche, il y a

  • La ductilité (dureté) des diamants montre qu’ils sont plus résistants aux perturbations qui peuvent détruire la consistance ;
  • La vitesse maximale de l’expérience (les scientifiques ont utilisé des impulsions laser d’une durée maximale de 60 femtosecondes – l’équivalent de 0,00006 d’un 1 [ns]* -) montre que les perturbations n’ont pas eu le temps de détruire l’état de cohérence, ainsi que les effets phénoménologiques de l’état quantique en question.
  • En bref, “ne pas déranger” et “être rapide” peuvent ensemble tout relier.(Ok, demain je serai en couverture du magazine Horoscope de Gaia…)

  • A propos de l'auteur

    Bernard

    Actuellement responsable informatique dans une PME, je bosse dans le domaine depuis une vingtaine d'année maintenant. Fan inconditionnel de DBZ, et de la triologie Die Hard. #teamWindows sur Perlmol !

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