Intrication quantique

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Intrication quantique : tous nos articles

Les travaux du physicien irlandais John Stewart Bell (1928-1990) ont pavé la voie à la toute jeune discipline de l'information quantique. De fait, le théorème qu'il avait démontré en 1964, en réfléchissant au célèbre paradoxe EPR (Einstein-Podolsky-Rosen), a mené en 1982 à l'expérience d'Alain Aspect, qui lui a valu le prix Nobel de physique. Cette expérience a confirmé la réalité du phénomène d'intrication quantique, qui est à la base des travaux sur la téléportation et la cryptographie quantique. On a fêté récemment les 60 ans de la découverte de ce théorème.

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Intrication quantique

Paradoxe EPR et Intrication quantique : le théorème de Bell a 60 ans !

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• 11/11/2024

Il y a presque un siècle, Einstein débusquait le phénomène d'intrication quantique, mais supposait qu'il signifiait une limite de la théorie quantique dont l'interprétation standard ne lui convenait pas. Aujourd'hui, ce phénomène qui est utilisé avec des atomes et des photons pour explorer les possibilités offertes par l'information quantique, par exemple avec les mythiques ordinateurs quantiques, s'avère exister également avec un type de quarks, ces particules élémentaires dont certaines constituent les protons et les neutrons. C'est ce que démontrent des expériences au Cern avec le LHC et des collisions à des énergies bien plus élevées que dans les conditions ordinaires de la vie de tous les jours.

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Physique

Fera-t-on un jour des ordinateurs quantiques avec des quarks intriqués quantiquement ?

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• 28/09/2024

Près de 70 % des Français jouent aux jeux vidéo. Tablant sur ce fait, le CEA avait développé il y a quelques années, et surtout à destination des jeunes, un jeu en ligne en accès gratuit, qui permet de réaliser des expériences inédites entre science et science-fiction. Le Prisonnier quantique est un jeu qui donne la possibilité à ses joueurs de muscler ludiquement leurs connaissances et de renforcer, voire d'initier leur pratique de la démarche scientifique. Le CEA vous propose de le redécouvrir cet été.

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Mécanique quantique

Avec Le Prisonnier quantique, à vous une grande aventure ludique au cœur des sciences et des technologies

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• 18/07/2024

Albert Einstein décrivait l’intrication quantique comme « une action à distance qui fait froid dans le dos ». Elle avait déjà été observée pour des particules stables. Des photons et des électrons. Elle vient désormais d’être démontrée pour des particules bien plus lourdes, les quarks top. Avec quelles conséquences ?

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Mécanique quantique

L’intrication quantique persiste entre les quarks top, les particules fondamentales les plus lourdes connues

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• 22/06/2024

Les technologies quantiques offrent des avancées majeures, notamment en matière de réseaux de communications ultra-sécurisés. En Europe, la Commission européenne développe l'infrastructure EuroQCI, basée sur la technologie quantique, pour assurer la sécurité des communications dans l'Union européenne. Dans ce cadre, le consortium Nostradamus est chargé de créer une infrastructure d'essais pour évaluer les dispositifs de distribution de clés quantiques développés par les fabricants européens. L'objectif est de garantir la conformité de ces technologies aux normes de sécurité et de les utiliser dans le cadre de l’EuroQCI. Joan Mazenc, directeur du CESTI de Thales, répond à nos questions et nous explique ce qu'est Nostradamus.

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Communication quantique

Comment l'Europe prépare le saut quantique en matière de sécurité numérique de ses communications

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• 30/01/2024

Les lois de la mécanique quantique laissent penser qu'à l'horizon d’une dizaine d’années si l'on s'y prend bien, des ordinateurs — ou pour le moins, des calculateurs spécialisés dans la résolution de certains problèmes impossibles à résoudre pendant le temps de calcul d'une vie humaine par des super-ordinateurs classiques —, verront le jour en exploitant des phénomènes quantiques. Parmi les start-ups françaises prometteuses pouvant permettre de prendre une place importante dans cette révolution que pourrait constituer le calcul quantique, il y a depuis la fin de l'année dernière SiQuance, à Grenoble. Elle s'appuie sur des travaux menés depuis un certain temps par le CEA et le CNRS. À terme, on estime que cette seconde révolution quantique pourrait créer plus de 500 milliards d'euros de valeur au sein de toute l’industrie (énergie, transport, santé…).

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Qubit

SiQuance, la start-up issue du CEA et du CNRS qui veut révolutionner les ordinateurs quantiques

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• 18/01/2023

Né le 15 juin 1947 à Agen, Alain Aspect est un physicien français co-lauréat en 2022 du prix Nobel de physique aux côtés de John Clauser (USA) et Anton Zeilinger (Autriche), tous trois pour leurs travaux sur les fondations de la théorie quantique ayant ouvert la voie à l’utilisation du phénomène d’intrication quantique découvert en 1935 par Albert Einstein et Erwin Schrödinger. Le premier va s’en servir avec deux collègues pour formuler ce que l’on appelle désormais le paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen, encore appelé effet EPR, et le second le paradoxe du Chat de Schrödinger.La célébrité d’Alain Aspect vient surtout de l’expérience qu’il a conçue au milieu des années 1970 et réalisée avec ses collègues Philippe Grangier, Jean Dalibard et Gérard Roger en 1982, et qui permettait de tester, mieux que John Clauser avant eux, ce que l’on appelle les inégalités de Bell, en référence aux travaux publiés en 1964 par le physicien irlandais John Bell alors qu’il avait temporairement quitté son poste au Cern. Ces inégalités permettaient en théorie de trancher entre deux thèses avancées l’une par Albert Einstein via l’effet EPR et l’autre par Niels Bohr en réponse à l’article de Boris Podolsky et Nathan Rosen avec Einstein en 1935.Einstein pensait que les équations et les principes de la mécanique quantiques avancés dans une formulation finale en 1927 à partir des efforts conjoints de Bohr, Born, Heisenberg et aussi Dirac et Pauli n’étaient pas la description ultime des phénomènes quantiques et que l’on en reviendrait à des images concrètes dans l’espace et le temps, avec une utilisation des probabilités qui n’était plus fondamentale.Les résultats de Bell et Aspect ont montré que toute une classe de théories alternatives à la mécanique quantique de 1927 était réfutée par l’expérience, celle des théories dites à variables cachés locales. La démonstration de la réalité du phénomène d’intrication quantique a stimulé le début des travaux sur l’information quantique au cours des années 1980, information quantique que l’on retrouve dans les recherches actuelles sur les ordinateurs, la cryptographie et la téléportation quantique.#CNRSleJournal ???? Découvrez le parcours et les recherches du physicien français, récompensé aujourd’hui pour ses travaux pionniers sur l’intrication quantique, avec ces articles réalisés à l'occasion de sa médaille d'or du CNRS. https://t.co/0fJSvwspGz— CNRS ???? (@CNRS) October 4, 2022 Alain Aspect avait fait ses études supérieures en physique à l’École normale supérieure de Cachan, devenant professeur agrégé de sciences physiques en 1969 après avoir décroché ce que nous appellerions aujourd’hui un master en optique. Il passera un premier doctorat en 1970 avant de partir enseigner, au titre de la coopération, à l’École normale supérieure de Yaoundé (Cameroun) de 1971 à 1974. Comme il l’explique dans la biographie que lui a consacrée le CNRS, il se fait envoyer à la fin de son séjour un ouvrage tout juste publié, Mécanique quantique par Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu et Franck Laloë. L’ouvrage est devenu par la suite une des références mondiales sur le sujet et comme l’explique Alain Aspect au sujet de la France : « À l’époque, la physique quantique était enseignée de manière un peu obscure. Certaines propriétés me semblaient relever de la schizophrénie et je me posais beaucoup de questions sur le formalisme quantique. J’ai commencé à avoir des réponses claires avec ce livre ».C’est à son retour en France, nommé maître-assistant à l'ENS Cachan, il est mis en contact par Christian Imbert, professeur à l'École supérieure d'optique, et Olivier Costa de Beauregard, directeur de recherche au CNRS, avec les idées du paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen explorées par John Bell dans son article de 1964. « Sa lecture fut comme un coup de foudre, j’ai su que c’était sur ce sujet que je voulais travailler », explique Alain Aspect qui, dès lors, se lance sur la trajectoire qui aboutira à la percée de 1982 en publiant déjà un article fondateur à ce sujet en 1976.Le physicien Alain Aspect, directeur de recherche CNRS au Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'optique d'Orsay, a reçu la Médaille d'or du CNRS en 2005 pour ses travaux dans le domaine de l'optique quantique et de la physique atomique. Il raconte son parcours et décrit ses travaux dans cette vidéo. © CNRSEn complément de cette vidéo, le CNRS commente : « En 1935, Albert Einstein montre que les lois de la mécanique quantique autorisent la formation de particules intriquées. Deux photons, par exemple, qui ont interagi entre eux dans le passé puis se sont éloignés l'un de l'autre, conserveraient la possibilité d'échanger des informations. Toute modification d'une propriété d'un des photons est immédiatement transmise à l'autre photon. C'est l'intrication quantique. Pour Einstein, aucune information ne peut se transmettre plus vite que la lumière, et donc le formalisme quantique doit être rejeté. Niels Bohr conteste cette position. Mais aucune expérience n'est à l'époque capable de prouver l'existence ou l'absence de l'intrication (ou non-localité). En 1964, le physicien John Bell montre que les points de vue d'Einstein et de Bohr conduisent à des prédictions différentes et il formalise ce résultat par les célèbres inégalités de Bell. Alain Aspect et son équipe (Philippe Grangier, Gérard Roger et Jean Dalibard) vont réussir à fabriquer une source produisant des paires de photons intriqués, puis à étudier leurs propriétés. Les résultats obtenus (1982) violent les inégalités de Bell, ce qui veut dire que la physique quantique a raison. Il existe bel et bien des paires de particules intriquées, c'est-à-dire des particules dont les propriétés restent liées quelle que soit la distance qui les sépare. Les deux particules même distantes de plusieurs kilomètres se comportent comme un système unique. Ces phénomènes ont des applications dans le domaine de la cryptographie et de l'informatique (ordinateur quantique). » En 1984, probablement en conséquence de la découverte, il est nommé maître de conférences à l'École polytechnique et sous-directeur de laboratoire au Collège de France, associé à la chaire de physique atomique et moléculaire de Claude Cohen-Tannoudji qui lui-même deviendra lauréat du Prix Nobel en 1997.Les années qui vont suivre le conduiront à devenir professeur à l'École polytechnique et à de nouvelles recherches dans le domaine des atomes ultrafroids et des condensats de Bose-Einstein sans oublier à la première démonstration de la dualité onde-corpuscule avec des photons individuels.Alain Aspect est aussi membre de l'Académie des sciences et de l'Académie des technologies ainsi que lauréat d’une impressionnante liste de récompenses comme la médaille Albert-Einstein en 2012 et la médaille Niels Bohr à l’occasion de la célébration du centenaire de la publication du modèle atomique du physicien Danois.Notons également qu’il est cofondateur en 2019 de Pasqal, une entreprise spécialisée dans l’informatique quantique et qui travaille sur un ordinateur quantique à atomes neutres.

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Alain Aspect

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• 07/10/2022

La révolution de l'information quantique est en cours et nul ne sait encore vraiment jusqu'où elle ira. Une équipe internationale de chercheurs, dont des membres du CEA, vient d'annoncer avoir réussi une grande première avec la mise en pratique d'un protocole de distribution quantique de clé en cryptographie quantique particulièrement sûr, utilisable pour un Internet quantique du futur.

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Mécanique quantique

Cryptographie quantique : le CEA réalise une première mondiale pour la sécurisation des communications

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• 03/08/2022

Même si les batteries quantiques ne sont pas encore une réalité, les recherches théoriques montrent qu’elles pourraient résoudre le problème du temps de recharge des véhicules électriques. Des chercheurs coréens ont calculé qu’une batterie quantique pourrait se recharger en quelques secondes.

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Batterie

Voiture électrique : une recharge aussi rapide qu'un plein ? La révolution quantique est en marche !

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• 26/03/2022

John Bell devant le tableau noir dans son bureau au Cern. On peut y voir tout en haut la fameuse inégalité qu'il a démontrée en 1964, au-dessus d'un schéma montrant le principe de l'expérience réalisée en 1982 avec des paires de photons polarisés par Alain Aspect et ses collègues. © Cern

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Intrication quantique

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• 05/12/2021

On voit ici deux des plus célèbres équations gouvernant le monde quantique. C'est l'équation de Schrödinger (en haut), célèbre en mécanique quantique, avec en dessous l'une des inégalités de Heisenberg. L'image de fond est celle de particules spiralant dans une chambre à bulles plongée dans un champ magnétique. En bas à droite, un diagramme de Feynman illustre la désintégration bêta d'un neutron (n) en proton (p). © www.wallchan.com

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• 24/04/2021

Après avoir réussi ses expériences de téléportation quantique entre un satellite et une station au sol, la Chine pousse un cran plus loin ses réalisations en vue d'un internet quantique. Les chercheurs chinois ont réussi une distribution de clé quantique entre le même satellite et une station au sol mobile : une première mondiale !

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Internet quantique : la Chine réalise la première transmission entre un satellite et un récepteur mobile

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• 13/01/2020

Des effets subtils dus à l'intrication quantique pourraient intervenir en biologie, dans le fonctionnement du cerveau et dans le cadre plus général des réactions chimiques. Deux physiciens ont proposé une généralisation des travaux de Bell fournissant un test de la présence de l'intrication quantique, permettant de l'appliquer à ces réactions dans le cadre de la chimie quantique.

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L'intrication quantique est-elle présente dans les réactions chimiques ?

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• 07/08/2019

Le chat de Schrödinger censé être à la fois mort et vivant semble déjà paradoxal mais des expériences montrent qu’il peut aussi être présent dans deux endroits à la fois. Voilà de nouvelles perspectives pour les calculs quantiques.

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Un chat de Schrödinger à la fois mort et vivant dans deux boîtes

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• 29/10/2017

Pour réaliser les ordinateurs quantiques, la piste des puces à pièges d'ions est prometteuse. Léger inconvénient : ces ions, porteurs des qubits, seront peut-être radioactifs.

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L'ordinateur quantique du futur pourrait être radioactif

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• 13/09/2017

Découvert, sur le plan théorique, par Schrödinger et Einstein vers 1935, le phénomène d'intrication quantique peut être mis à profit pour créer des qubits. Il faut cependant pouvoir intriquer le plus grand nombre possible de particules car c'est l'une des clés de la révolution des ordinateurs quantique. Des chercheurs viennent de battre un record en obtenant des corrélations de Bell avec 500.000 atomes.

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Intrication quantique : un nouveau record avec 500.000 atomes

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• 18/04/2017

Deux équipes, l’une canadienne et l’autre chinoise, viennent de réussir une « téléportation » d’états quantiques entre des photons éloignés. La différence avec les succès précédents – nombreux – est l’utilisation de fibres optiques de réseaux interurbains existants. Ces deux expériences démontrent la possibilité d’une sécurisation des échanges de données sur Internet à l’aide d’un cryptage quantique.

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La téléportation quantique testée en pleine ville

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• 24/09/2016

On n'a malheureusement toujours pas découvert de trous noirs en train de s'évaporer par rayonnement de Hawking. Toutefois, les raisonnements et calculs conduisant à prédire ce phénomène viennent d'être testés en laboratoire avec un système physique qui l'imite : un trou noir acoustique.

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Mécanique quantique

Une expérience accrédite la théorie de Hawking sur les trous noirs

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• 19/08/2016

D'après la physique quantique, les photons sont indivisibles. En d'autres termes, ils ne se comportent pas comme des petits paquets d'ondes électromagnétiques qui pourraient se diviser dans une lame semi-réfléchissante. Ce n'est pas faux mais ce n'est pas tout à fait vrai... Un seul photon pourrait tout de même être absorbé par deux atomes à la fois, démontre une étude récente.

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Magie quantique : un photon pourrait-il se couper en deux ?

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• 04/08/2016

En attendant de résoudre un jour, peut-être, le problème de la décohérence, les physiciens augmentent toujours plus le nombre de qubits intriqués. En effet, là est le second frein à la réalisation d'ordinateurs ou de calculateurs quantiques performants. Record en date pour des ions : 219.

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Record : une intrication de 219 ions pour l'ordinateur quantique !

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• 22/06/2016

L'étrange paradoxe EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) vient d'être mis en évidence dans un grand ensemble d'atomes, suffisamment refroidis. De quoi avancer dans la compréhension des phénomènes quantiques qui, malgré l'intervention des lois mathématiques du hasard, exhibent de curieuses corrélations semblant défier les lois de la relativité restreinte.

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Record en physique quantique : un effet EPR révélé avec 480 atomes

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• 25/04/2016

Débusquée dans les équations et les principes de la physique quantique par Einstein et Schrödinger, l’intrication quantique permet de téléporter de l’information entre deux particules. Ce transfert qui semble instantané, fleurtant avec la science fiction, est très intriguant. Mais il a été constaté en laboratoire. Pourrait-on imaginer la possibilité d’une téléportation humaine ? Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Olivier Pujol, maître de conférence à l’Université de Lille, sur cette possibilité.

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Intrication quantique

Interview : intrication et téléportation quantique

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• 24/03/2016

Le phénomène de la décohérence, c'est-à-dire la transition du comportement quantique au comportement classique, rend de nombreux physiciens plutôt pessimistes quant à l'avenir des ordinateurs quantiques. Toutefois, cet obstacle est peut-être contournable en utilisant des fermions de Majorana, de nouvelles particules quantiques qui apparaissent dans certains solides. Une expérience récente va dans ce sens.

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Ordinateur quantique

L'ordinateur quantique sauvé par les fermions de Majorana ?

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• 18/03/2016

Un groupe de physiciens a montré que l'intrication quantique pouvait être obtenue avec des électrons distants de presque deux kilomètres. Un record qui pourrait permettre aux réseaux de télécommunications quantiques d'utiliser cette intrication dans des ordinateurs quantiques.

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Intrication quantique : un record de distance de deux kilomètres !

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• 02/12/2015

Pour réaliser des ordinateurs quantiques, les chercheurs ont essayé plusieurs briques de base : des pièges à ions, des circuits supraconducteurs et même des boîtes quantiques à base de semi-conducteurs. Une équipe internationale de chercheurs vient d'annoncer que, pour la première fois, elle a pu utiliser du silicium pour réaliser un composant important pour les ordinateurs quantiques : une porte logique CNot (Controlled-Not). Une nouveauté qui pourrait bien bouleverser le monde de la physique quantique.

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Ordinateur quantique : la première porte CNot en silicium est prometteuse

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• 13/10/2015

Le fameux paradoxe EPR conduit, via les inégalités de Bell, à des tests des lois de la mécanique quantique. Ces tests reposent sur la mesure du spin de paires de particules intriquées, comme des électrons ou des photons. Ils ne sont pas sans failles mais un groupe de physiciens vient d'éliminer les deux principales dans une nouvelle expérience. La mécanique et la cryptographie quantiques en sortent renforcées.

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Intrication quantique : un test plus solide de l'effet EPR

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• 09/09/2015

Le graphène est considéré par de nombreux spécialistes comme un matériau miracle à l'origine de la prochaine révolution en électronique. Sa bonne réputation est à nouveau confirmée. Grâce à lui, des chercheurs viennent en effet d'améliorer significativement le processus de séparation des paires de Cooper dans un supraconducteur, à l'aide de paires de boîtes quantiques. Le but : que les électrons séparés obtenus restent intriqués, ce qui ouvrirait une nouvelle voie à la réalisation d'ordinateurs quantiques.

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Intrication quantique

Le graphène pourrait servir à faire des ordinateurs quantiques

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• 13/03/2015

Transférer un état quantique d’un photon à un autre, les deux étant « intriqués », est une prouesse surprenante, mais désormais classique. Une équipe vient de franchir une nouvelle étape en transférant un état quantique d’un photon à un cristal, c’est-à-dire à de la matière. De quoi imaginer un jour des transmissions à longues distances avec des sortes de répéteurs quantiques, comme nous l’explique Nicolas Gisin, l’un des coauteurs.

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Physique

Une téléportation quantique entre photon et matière sur 25 km

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• 23/09/2014

Former l’image d’un objet avec des ondes lumineuses qui n’en proviennent pas semble impossible. Du moins en physique classique. En utilisant des paires de photons intriqués, des physiciens autrichiens sont parvenus à le faire. L'intérêt de cette nouvelle technique d’imagerie quantique est de fournir des images d’objets dans une bande spectrale autrement inaccessible.

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Physique

Photographier un objet avec une lumière... qui ne l'éclaire pas

actualité

• 03/09/2014

Une équipe de physiciens de l’université de Toronto, au Canada, pense avoir découvert une nouvelle méthode pour générer des paires de photons intriqués. Plus efficace que celles utilisées dans les expériences d’optique quantique non linéaires habituelles, elle associe une Led à un matériau supraconducteur.

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Physique

Supraconducteur et Led, une nouvelle recette pour des photons intriqués

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• 19/04/2014

L'émergence du temps des observateurs classiques à partir de la mécanique quantique est un problème particulièrement important en cosmologie quantique. Une expérience menée sur des paires de photons polarisés intriqués vient de donner plus de poids à une hypothèse proposée en 1983 pour l'expliquer : le mécanisme de Page-Wootters. Le temps des horloges d'observateurs à l'intérieur de l'univers découlerait du fait que celles-ci sont intriquées avec le reste du cosmos observable. L'univers lui-même considéré comme un tout ne changerait pas avec le temps.

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L'effet EPR fait-il émerger le temps en cosmologie quantique ?

actualité

• 05/11/2013

La décohérence est un redoutable obstacle pour les physiciens cherchant à construire des ordinateurs quantiques capables de surpasser les ordinateurs classiques pour certains types de calculs. Des chercheurs se demandent si un effet quantique découvert théoriquement par l'un des pères de l'informatique, Alan Turing, ne permettrait pas de contourner l'obstacle. Il s'agit de l'effet Zénon, que les physiciens viennent d'observer dans du diamant.

Sciences

Physique

L'effet Zénon sera-t-il la clé des ordinateurs quantiques ?

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• 27/08/2013

On affirme généralement que l’expérience d’Alain Aspect, et d’autres similaires destinées à tester la mécanique quantique avec les inégalités de Bell, ont réfuté les modèles déterministes locaux proposés pour la remplacer, ce qui n'est pas vrai à strictement parler. L’une des voies ouvertes pour contester ces expériences vient cependant d’être fermée grâce à un détecteur de photons particulièrement efficace. La mécanique quantique en sort renforcée.

Sciences

Physique

Mécanique quantique : une faille éliminée dans l'expérience d'Aspect

actualité

• 26/06/2013

La société D-Wave Systems vient de fournir à la Nasa et à Google un calculateur quantique de 512 qubits alors que les laboratoires de par le monde n'arrivent à travailler qu'avec une dizaine de qubits. Est-ce le début de la révolution des ordinateurs quantiques ?

Tech

Informatique

La révolution des ordinateurs quantiques est-elle imminente ?

actualité

• 14/06/2013

L'intrication quantique, via le transfert d'informations, est peut-être sur le point d'entrer dans notre vie quotidienne, à l’instar d’une autre technologie quantique, le laser. On vient de prouver qu'elle subsistait entre deux particules même quand l'une n'existait plus.

Sciences

Physique

L'intrication quantique persiste entre deux photons si l’un disparaît

actualité

• 25/05/2013

Un groupe de chercheurs propose de tester l’effet EPR entre la Terre et l’ISS. Une telle expérience a le potentiel de permettre la réalisation d’un réseau de communication quantique cryptée global, ainsi que de révéler un effet de la gravité sur l’intrication quantique.

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Physique

Tester l'effet EPR entre l'ISS et la Terre pour des communications cryptées

actualité

• 12/04/2013

John Stewart Bell était un physicien théoricien dont les travaux portant sur les fondements de la mécanique quantique sont devenus célèbres à la suite de l’expérience d’Alain Aspect et ses collègues portant sur l’effet EPR en 1982. Elle consistait à vérifier si le comportement de paires de photons polarisés violait ou non des inégalités découvertes par John Bell en 1964. Ces inégalités découlaient des travaux d’Einstein, Podolski et Rosen datant de 1935, tentant de démontrer que l’utilisation des probabilités en mécanique quantique n’était pas fondamentale. Tout comme pour la théorie cinétique des gaz classiques, Einstein et d’autres chercheurs comme Louis de Broglie et David Bohm pensaient que l’apparition de ces probabilités provenait de l’ignorance des valeurs de certaines variables dans une théorie plus complète, plus profonde que la mécanique quantique, et déterministe comme l’était la mécanique classique. Les inégalités de John Bell sont considérées comme l'un des résultats les plus importants de la physique du XXe siècle. Leur test en 1982 grâce aux expériences d'Alain Aspect et ses collègues ont révélé que le phénomène d'intrication quantique était réel, ce qui a stimulé les travaux sur l'information quantique. Les conséquences philosophiques des travaux de Bell sont profondes. © Joachim Reinhardt/université de Frankfort John Bell dans les pas d'Einstein et Bohm Né en Irlande en 1928, John Bell avait montré un intérêt précoce pour les sciences puisqu’il avait annoncé son intention de devenir un chercheur à l’âge de 11 ans. Il deviendra docteur en physique dans les années 1950. Bien qu’ayant commencé par étudier la physique expérimentale, il terminera sa formation en se spécialisant en physique nucléaire et théorie quantique des champs. Mais c’est le fameux débat entre Einstein et Niels Bohr concernant l’interprétation de la mécanique quantique qui le conduisit à ses travaux les plus célèbres en 1964. Partisan des idées d’Einstein, ce fut pour lui une révélation quand il découvrit que contrairement à ce qui semblait découler d’un théorème du grand mathématicien John Von Neumann, les théories à variables cachées de Louis de Broglie et David Bohm étaient en mesure de reproduire certaines des prédictions de la mécanique quantique. Le théorème de Von Neumann qui était supposé interdire de compléter les équations de la mécanique quantique avec des théories à variables cachées déterministes n’était en fait pas assez général. Des inégalités célèbres Bell réussit à trouver des inégalités permettant de tester les équations de la mécanique quantique dans le cadre d’une situation expérimentale définie par Einstein, Podolski et Rosen une première fois en 1935 et conduisant à ce que l’on appelle désormais le paradoxe EPR, des noms de ses découvreurs. Il s’agissait d’une expérience manifestant clairement ce que l’on appelle de nos jours le phénomène de l’intrication quantique. Il fallut attendre cependant l’année 1982 pour que les progrès de la technologie permettent à Alain Aspect et ses collègues de concrétiser les idées de Bell. L’expérience, basée sur les inégalités de Bell, démontra qu’il n’était pas possible de compléter la mécanique quantique avec des théories à variables cachées dites locales. Il restait possible de le faire avec des théories dites non locales comme celle de Bohm mais on entrait alors en conflit avec la théorie de la relativité restreinte. Bell fut troublé par ces résultats et il commença à penser que pour conserver l’espoir d’Einstein de compléter les équations de la théorie quantique il fallait en revenir à une sorte d’éther, avec un temps et un espace absolus, comme l’avait proposé Lorentz du temps d’Einstein. Ses réflexions à ce sujet furent interrompues le 1er octobre 1990 lorsqu’il décéda des suites d’un AVC. En lice pour le prix Nobel, il l’aurait probablement eu s’il avait vécu quelques années de plus. On doit à John Bell aussi des travaux importants sur la notion d’anomalie en théorie quantique des champs avec celle dite d'Adler-Bell-Jackiw (ABJ).

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Physique

John Bell

personnalité

• 22/01/2013

Ce n’est certes pas de la téléportation à la Star Trek, mais la téléportation quantique d’un qubit que vient de réaliser une équipe de chercheurs (et elle) est tout de même impressionnante. En utilisant des photons intriqués, ils ont transféré l’état quantique d’un paquet de 100 millions d’atomes dans un autre paquet similaire. C’est la première fois que l’on transmet ainsi une mémoire quantique portée par un objet macroscopique.

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Physique

La première téléportation quantique macroscopique

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• 24/11/2012

Un groupe de chercheurs étudiant les ordinateurs quantiques en diamant a réussi à intriquer 2 qubits grâce à une nouvelle méthode reposant sur une opération de mesure quantique. Ils ont obtenu au passage une violation de l'inégalité de Bell pour la première fois dans un solide.

Sciences

Physique

Des qubits dans un diamant : un test de la mécanique quantique

actualité

• 23/10/2012

Charles H. Bennett (né en 1943) a travaillé sur les bases physiques de la théorie de l'information, notamment en rapport avec la physique quantique. Il a joué un rôle majeur dans l'élucidation de ces interconnexions, en particulier dans le domaine de l'informatique quantique, mais aussi dans celui des automates cellulaires. Il a découvert, avec Gilles Brassard, le concept de la cryptographie quantique et est l'un des pères fondateurs de la théorie moderne de l'information quantique. © 2011 ETH Zurich

Sciences

Physique

Cryptographie quantique

définition

• 15/12/2011

Un groupe de physiciens de l’Université d’Innsbruck vient de battre un nouveau record dans le domaine de l’information quantique en réussissant à intriquer 14 atomes de calcium dans un piège à ions. Cette performance est un pas de plus en direction d’un mythique ordinateur quantique capable de battre les superordinateurs classiques.

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Physique

Record du monde d'intrication quantique : 14 qubits !

actualité

• 05/04/2011

La mécanique classique exhibe dans certaines situations des comportements chaotiques. Puisqu'elle est une approximation de la mécanique quantique, on devrait trouver dans celle-ci le signe d'un chaos. Depuis des dizaines d’années, un débat divisait plus ou moins la communauté scientifique sur cette question. Un groupe de chercheurs pense enfin avoir trouvé une preuve convaincante de l’existence du chaos dans le monde quantique.

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Physique

Le chaos quantique existerait bien !

actualité

• 12/10/2009

Dans les pays anglo-saxons, il existe depuis quelques dizaines d’années un prix prestigieux mais polémique, qu'ont reçu plusieurs scientifiques, dont un prix Nobel. Il s’agit du prix Templeton. Le physicien, philosophe et académicien Bernard d’Espagnat vient de se le voir attribuer.

Sciences

Physique

Le physicien Bernard d'Espagnat reçoit le prix Templeton 2009

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• 19/03/2009

La mécanique quantique est à la racine des phénomènes de l’Univers. Depuis des décennies, plusieurs grands physiciens et neurobiologistes soupçonnent qu’elle puisse être la clé du fonctionnement du cerveau humain. L’une de ces théories, celle de Penrose-Hamerhoff, vient de recevoir, si ce n’est une réfutation, du moins un sérieux revers.

Sciences

Physique

Conscience et mécanique quantique : un revers pour la théorie de Penrose

actualité

• 16/03/2009

Le paradoxe EPR est devenu mondialement célèbre depuis les expériences d’Alain Aspect en 1982. Depuis lors, des expériences d’optique quantique de plus en plus raffinées sondent les mystères du monde quantique. Nicolas Gisin, qui s'est illustré dans l'étude de ce paradoxe, propose aujourd’hui de le rendre directement perceptible à notre échelle. De quoi explorer les frontières entre les mondes classique et quantique et même la conscience humaine...

Sciences

Physique

Peut-on vérifier l'effet EPR à l'oeil nu ?

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• 06/03/2009

A Vienne, en Autriche, des groupes de recherche européens viennent de faire la démonstration d'un échange de données avec cryptage quantique à grande échelle, le long de 200 kilomètres de fibres optiques existantes. Reste à convaincre les banques...

Tech

Informatique

Le premier réseau informatique géant avec cryptage quantique

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• 13/10/2008

Un groupe de physiciens de l’université de Genève (UNIGE) dirigé par Nicolas Gisin, l’un des pionniers de la téléportation quantique, vient de poser des bornes à l'explication du paradoxe EPR par la vitesse de propagation d'un signal, dépassant la vitesse de la lumière.

Sciences

Physique

Paradoxe EPR : des signaux plus rapides que la lumière ?

actualité

• 22/08/2008

Le chat de Schrödinger est l'un des paradoxes bien connus de la mécanique quantique. Ces dernières années, les progrès expérimentaux et la théorie de la décohérence ont jeté une vive lueur sur ce problème. Une nouvelle expérience à l’Université de Santa Barbara vient de compliquer quelque peu ce dernier.

Sciences

Physique

Peut-on ressusciter le chat de Schrödinger ?

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• 17/08/2008