Le prix Nobel de physique 2022 est décerné à trois chercheurs quantiques de France, des États-Unis et d'Autriche.
États enchevêtrés - de la théorie à la technologie
L'Académie royale des sciences de Suède a décidé de décerner le prix Nobel de physique 2022 à Alain Aspect (Université Paris-Saclay et École Polytechnique, Palaiseau, France), John F. Clauser (J.F. Clauser & Assoc., Walnut Creek, CA, USA) et Anton Zeilinger (Université de Vienne, Autriche) "pour des expériences avec des photons intriqués, établissant la violation des inégalités de Bell et ouvrant la voie à la science de l'information quantique".
© Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
États intriqués - de la théorie à la technologie
Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger ont chacun mené des expériences révolutionnaires utilisant des états quantiques intriqués, où deux particules se comportent comme une seule unité même lorsqu'elles sont séparées. Leurs résultats ont ouvert la voie à une nouvelle technologie basée sur l'information quantique.
Les effets ineffables de la mécanique quantique commencent à trouver des applications. Il existe désormais un vaste champ de recherche qui comprend les ordinateurs quantiques, les réseaux quantiques et les communications cryptées quantiques sécurisées.
L'un des facteurs clés de ce développement est la façon dont la mécanique quantique permet à deux particules ou plus d'exister dans ce que l'on appelle un état intriqué. Ce qui arrive à l'une des particules d'une paire intriquée détermine ce qui arrive à l'autre particule, même si elles sont éloignées l'une de l'autre.
Pendant longtemps, la question était de savoir si la corrélation était due au fait que les particules d'une paire intriquée contenaient des variables cachées, c'est-à-dire des instructions leur indiquant quel résultat elles devaient donner dans une expérience. Dans les années 1960, John Stewart Bell a développé l'inégalité mathématique qui porte son nom. Celle-ci stipule que s'il existe des variables cachées, la corrélation entre les résultats d'un grand nombre de mesures ne dépassera jamais une certaine valeur. Toutefois, la mécanique quantique prévoit qu'un certain type d'expérience violera l'inégalité de Bell, ce qui entraînera une corrélation plus forte que celle qui serait possible autrement.
John Clauser a développé les idées de John Bell, ce qui a conduit à une expérience pratique. Lorsqu'il a effectué les mesures, celles-ci ont confirmé la mécanique quantique en violant clairement une inégalité de Bell. Cela signifie que la mécanique quantique ne peut pas être remplacée par une théorie qui utilise des variables cachées.
Certaines failles subsistaient après l'expérience de John Clauser. Alain Aspect a développé la configuration, en l'utilisant d'une manière qui a permis de combler une importante lacune. Il a pu changer les paramètres de mesure après qu'une paire intriquée a quitté sa source, de sorte que le paramètre qui existait au moment de son émission ne pouvait pas affecter le résultat.
À l'aide d'outils perfectionnés et d'une longue série d'expériences, Anton Zeilinger a commencé à utiliser des états quantiques intriqués. Son groupe de recherche a notamment mis en évidence un phénomène appelé téléportation quantique, qui permet de déplacer un état quantique d'une particule à une autre à distance.
"Il est de plus en plus clair qu'un nouveau type de technologie quantique est en train d'émerger. Nous pouvons constater que les travaux des lauréats sur les états intriqués sont d'une grande importance, même au-delà des questions fondamentales sur l'interprétation de la mécanique quantique", a déclaré Anders Irbäck, président du comité Nobel de physique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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