Il est presque surprenant que le comité du prix Nobel ait mis si longtemps à reconnaître les réalisations de la physique quantique. De grandes entreprises comme Google et IBM se surpassent avec leurs ordinateurs quantiques depuis des années. L’industrie le veut avant tout cryptage incassable et transfert ininterceptable d’informations créer. La recherche à ce sujet est faite Anton Zeilinger travaux possibles.

La mécanique quantique est un grand mot pour un domaine de recherche qui peut être intimidant et déroutant. Il faut beaucoup de dynamisme scientifique et de curiosité pour le comprendre. Parce que dans un premier temps, vous devez dire adieu aux règles physiques que vous avez apprises à l’école.

Le chat de Schrödinger

La physique quantique se déroule avec de minuscules particules, telles que les photons. L’un des fondateurs de la physique quantique est d’environ Erwin Schrodinger. Sa célèbre expérience de pensée « Le chat de Schrödinger‘ devrait le montrer. Le chat est dans une boîte fermée et on ne sait pas si le chat est mort ou vivant. Tant que personne n’ouvre la boîte pour vérifier, le chat est mort et vivant en même temps.

C’est comme ça avec les minuscules particules en physique quantique. Ils ont plusieurs états en même temps, par exemple « 1 » et « 0“. Une fois que vous avez mesuré leur état, ils « choisissent » au hasard l’un des deux.

Deux particules, un état

Il est maintenant possible de combiner plusieurs de ces particules entre elles.emmêler“. Albert Einstein a qualifié cela de plutôt péjoratif « effet effrayant à longue distance“. Cela reflète également ce que beaucoup de gens pensent quand de tels systèmes de particules leur sont expliqués. Ils sonnent comme des tours de passe-passe, mais ouvrent la porte à une nouvelle ère d’ordinateurs et de recherche pour l’humanité.

Les deux personnages »Alice » et « bob » utilisé. Imaginez qu’il y ait une paire de gants et qu’Alice et Bob reçoivent chacun un paquet contenant l’un des gants. Si Alice ouvre son paquet et voit qu’elle a le gant gauche, c’est qu’il est fermé 100 pourcent sûr que Bob doit avoir le bon gant – qu’il ait déjà ouvert son colis ou non. Peu importe que les deux soient dans la même maison, la même ville ou quelque part sur terre.

Il en va de même pour les particules quantiques. Une fois qu’ils interagissent les uns avec les autres – par exemple, lorsqu’ils se touchent – ils sont empêtrés. Au lieu de les considérer comme deux pièces distinctes, ils forment désormais un système qui reste connecté, peu importe où se trouvent les pièces. Or, si l’on mesure l’une des particules, on connaît toujours l’état de l’autre particule.

« Téléportation » – mais pas comme dans Star Trek

C’est la base de la recherche qui a valu à Anton Zeilinger le prix Nobel. Parce qu’il a utilisé cet enchevêtrement pour influencer les états des particules. Ce sera « téléportation« , mais le terme a été tellement influencé par la culture pop à travers des séries comme Star Trek qu’il donne une fausse impression de ce qui se passe réellement. Parce qu’une particule n’est pas amenée d’un endroit à un autre comme dans la série de l’ingénieur spatial Scotty.

Au lieu de cela, Zeilinger et son équipe ont réussi à transférer un état quantique spécifique d’un photon A à un autre photon B éloigné. D’abord lors d’un test en laboratoire à Innsbruck, plus tard lors du premier grand test en dehors du laboratoire. Cela s’est produit sur une plage de 600 mètres sous le Danube.

Un troisième photon C a été utilisé pour cela, qui a « transporté » l’état de A à B. A s’est d’abord enchevêtré avec C, C a été envoyé sous le Danube et s’y est également enchevêtré avec B. Cela signifie que A et B sont enchevêtrés sans jamais s’être rencontrés.

communication des ordinateurs quantiques

Cette expérience révolutionnaire est la base d’un nouveau type de communication. Les ordinateurs quantiques peuvent l’utiliser pour transmettre des informations. Dans l’ordinateur quantique, les particules sont appelées « qubits“. Ils ne peuvent pas être copiés d’un système à un autre comme des fichiers sur un ordinateur normal.

« Vous ne pouvez pas transmettre cela avec un câble réseau conventionnel, mais emmêler les deux ordinateurs quantiques », explique Gregor Weihsdirecteur de l’Institut de Physique expérimentale à l’Université d’Innsbruck en conversation avec futurezone. Il a travaillé avec Anton Zeilinger dès 1996 et a participé à ses expériences, qui ont maintenant été récompensées.

Les données de l’ordinateur quantique A sont liées à celles de l’ordinateur quantique B par l’intrication. Une fois cela fait, les informations peuvent être transférées entre eux. Mais c’est aussi ainsi que les informations sont transférées entre les qubits sur un seul ordinateur quantique.

GPS, cryptage et recherche

Un domaine d’utilisation pourrait être l’amélioration de GPS être, explique Weihs. Chaque satellite GPS possède également un horloge atomique, afin que l’heure corresponde à une position aussi précisément que possible. « Les nouvelles horloges atomiques ont été considérablement améliorées par la technologie quantique. À mesure que la précision de l’horloge augmente, la précision du GPS augmente également », explique Weihs. Si les horloges atomiques des satellites étaient équipées de la technologie quantique, elles pourraient déterminer les positions avec beaucoup plus de précision.

Zeilinger lui-même les appelle cryptage quantique à l’épreuve des écoutes comme application possible. Il existe déjà des possibilités dans la recherche, par exemple simulations de molécules et d’atomes qui dépassent la capacité des superordinateurs. Pour le grand public, cependant, l’utilisation de la technologie quantique reste encore loin.