Prix Nobel décerné pour l’intrication quantique au français Alain Aspect

Actualité générale | 6 octobre 2022

Par Andre Rousselot

quantum Nobel

Des chercheurs autrichiens, français et américains ont reçu le prix Nobel de physique 2022 pour leurs travaux sur l’intrication quantique qui est à la base des capteurs quantiques et des ordinateurs quantiques.

Le prix de 1 million de dollars (10 millions de SEK) de l’Académie royale des sciences de Suède est décerné à Alain Aspect de l’Université Paris-Saclay et de l’École polytechnique en France, Anton Zeilinger de l’Université de Vienne en Autriche et John F. Clauser en Californie.

Aspect, Clauser et 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 recherches ont ouvert la voie à une nouvelle technologie basée sur l’information quantique.

Il existe maintenant un vaste domaine de recherche qui comprend les ordinateurs quantiques, les réseaux quantiques et la communication chiffrée quantique sécurisée qui est en cours de commercialisation.

Un facteur clé de ce développement est la façon dont la mécanique quantique permet à deux particules ou plus d’exister dans un état intriqué. Bien que connue en théorie, la question était de savoir si la corrélation était due au fait que les particules d’une paire intriquée contenaient des variables cachées, des instructions qui leur disaient quel résultat elles devaient donner dans une expérience.

Dans les années 1960, John Stewart Bell a développé l’inégalité mathématique qui porte son nom. Cela 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. Cependant, la mécanique quantique prédit qu’un certain type d’expérience violera l’inégalité de Bell, entraînant ainsi une corrélation plus forte que ce qui serait autrement possible.

Alors qu’il travaillait au Lawrence Berkeley National Laboratory, au Lawrence Livermore National Laboratory et à l’Université de Californie à Berkeley, Clauser a développé les idées de John Bell, menant à une expérience pratique. Quand il a éxaminé les résultats des mesures, celles-ci soutenaient la mécanique quantique en violant clairement l’inégalité de Bell. Cela signifie que la mécanique quantique ne peut pas être remplacée par une théorie qui utiliserait des variables cachées. Il a pris sa retraite en 1996.

Certaines lacunes restaient après l’expérience de John Clauser. Aspect a développé la configuration, en l’utilisant de manière à combler une lacune importante. Il a pu changer les paramètres de mesure après qu’une paire intriquée ait quitté sa source, de sorte que le paramètre qui existait au moment de leur émission ne pouvait pas affecter le résultat.

À l’aide d’outils raffinés et de longues séries d’expériences, Zeilinger a commencé à utiliser des états quantiques intriqués. Entre autres choses, son groupe de recherche a mis en évidence un phénomène appelé téléportation quantique, qui permet de déplacer un état quantique d’une particule à une autre à distance. Cela a fait de l’Université d’Autriche un centre important dans la technologie quantique.

Using refined tools and long series of experiments, Zeilinger started to use entangled quantum states. Among other things, his research group has demonstrated a phenomenon called quantum teleportation, which makes it possible to move a quantum state from one particle to one at a distance. This has made the University of Austria a powerhouse in quantum technology.

« Il est devenu de plus en plus clair qu’un nouveau type de technologie quantique est en train d’émerger. Nous pouvons voir que le travail des lauréats sur les états intriqués est 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.

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