Physique quantique
La physique quantique sans les maths ni le mysticisme. Commencez par les expériences qui ont mis à mal le bon sens — une seule particule à travers deux fentes, l'intrication, la traversée des murs —, découvrez ensuite les machines que l'on construit sur ces bases et ce qu'elles peuvent vraiment faire, et terminez par la question dont les physiciens débattent encore : que se passe-t-il réellement ? En chemin, vous apprenez quelles idées sont établies, lesquelles sont probables et lesquelles restent ouvertes. Puis, si vous en voulez davantage, allez plus loin : la physique quantique des matériaux, le fonctionnement réel d'un ordinateur quantique et la manière de juger la course, et les célèbres expériences-énigmes réexaminées.
An ion trap built at NIST for quantum-computing experiments, in which single charged atoms are held and controlled.
National Institute of Standards and Technology (NIST) · Domaine public
Science
- Au cœur d'un ordinateur quantique : algorithmes, erreurs et chemin vers des machines utiles Comment fonctionne concrètement un algorithme quantique ? Suivez-en un à la main, factorisez le nombre 15 avec l'astuce de Shor en n'utilisant que des restes, voyez pourquoi les molécules dépassent les ordinateurs ordinaires et comprenez pourquoi tout se joue sur les erreurs. Jugez ensuite la course au matériel plateforme par plateforme, et voyez pourquoi chaque accélération annoncée doit battre la meilleure méthode classique.
- Machines quantiques : ordinateurs, codes et capteurs — réalité ou effet de mode ? Que renferme vraiment un ordinateur quantique, et à quoi servirait-il ? Découvrez pourquoi il ne se contente pas d'essayer toutes les réponses à la fois, comment la course pour protéger les codes actuels est déjà lancée, quels capteurs et horloges quantiques fonctionnent dès aujourd'hui, et comment distinguer un vrai résultat quantique d'un simple argument commercial.
- Matière quantique : quand d'innombrables particules agissent comme une seule Pourquoi les métaux conduisent-ils l'électricité alors que le verre laisse passer la lumière sans obstacle ? Découvrez ce qui se passe quand d'innombrables particules agissent comme une seule : des supraconducteurs qui font léviter des aimants, de l'hélium qui grimpe le long des parois de son récipient, des particules qui n'existent qu'à l'intérieur des matériaux, une résistance qui varie par paliers parfaits, et le graphène, du ruban adhésif aux couches torsadées.
- Énigmes quantiques revisitées : gommes, choix retardés et paradoxes La gomme quantique, le choix retardé de Wheeler, un détecteur repéré sans le toucher, la propriété d'une particule apparemment ailleurs. Réexaminez les célèbres expériences « impossibles » telles qu'elles ont réellement été menées, et déterminez ce qu'elles montrent et ne montrent pas, et comment elles sont mal relayées.
- Étrangetés quantiques : les expériences qui ont défié le bon sens Envoyez des électrons un par un sur deux fentes et regardez une figure de franges se former point par point, comme si chacun passait par les deux. Comprenez, expérience après expérience, pourquoi l'infiniment petit obéit à d'autres règles : la superposition et le chat de Schrödinger, le principe d'incertitude, les particules qui traversent les murs par effet tunnel, et l'intrication qu'Einstein qualifiait de « fantomatique », dont les tests ont été récompensés par le prix Nobel 2022.
- Que se passe-t-il vraiment ? D'où viennent les quanta et ce qu'ils signifient Comment une poignée de physiciens, entre 1900 et 1927, ont été contraints d'adopter une physique nouvelle et étrange, où elle est déjà à votre service — dans les transistors, les lasers et les appareils d'IRM — et pourquoi son sens fait encore débat. Pesez les interprétations rivales, chacune honnêtement présentée comme ouverte, et terminez à la frontière inachevée où le quantique rencontre la gravité.
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