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Théorie en 30 secondes
106 g Intrication quantique
La mesure d’un spin
donne toujours « up »
ou « down » ; c’est
le qubit sous-jacent
à l’état probabiliste
qui déterminera lequel
des deux ce sera.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
BIOGRAPHIE EN 3 SECONDES
SERGE HAROCHE
1944–
Physicien français dont les
expériences réalisées en physique
quantique lui ont valu, avec
David J. Wineland, le prix Nobel
de physique de 2012.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
LE CHAT DE SCHRÖDINGER
page 46
LA DÉCOHÉRENCE
page 52
L’INFORMATIQUE QUANTIQUE
page 108
LES APPAREILS D’IRM
page 124
LES POINTS QUANTIQUES
page 130
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les qubits seront au cœur
des futurs ordinateurs
quantiques. Tout système
ou particule pouvant
endosser deux états
quantiques ou plus peut
fonctionner comme un
qubit. Les chercheurs
utilisent plusieurs
techniques pour créer des
qubits. Par exemple, ils
enferment des électrons
dans des points quantiques
et modifient leur spin avec
des rayons laser. On peut
aussi modifier le spin des
noyaux atomiques avec
des ondes radio, celles
des appareils d’IRM, par
exemple. Serge Haroche
a inventé le stockage de
données quantiques en
emprisonnant des photons
dans des cavités
micro-ondes.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les qubits se comportent
comme des bits. Ils peuvent
être ouverts ou fermés, mais
en réalité ils peuvent être
à la fois ouverts et fermés
Les électrons ont une propriété
quantique appelée le spin. Ils peuvent tournoyer
dans le sens des aiguilles d’une montre ou en
sens inverse, et c’est le spin de l’électron qui
explique le magnétisme de certains matériaux.
En soumettant les électrons à une impulsion
laser, on peut les amener dans un état de
superposition, c’est-à-dire qu’ils endossent
les deux états quantiques simultanément : les
électrons, au lieu d’avoir un spin dans une
direction donnée, ont uniquement des probabilités de spin simultané dans chaque direction. Les
deux directions du spin peuvent se voir attribuer
les valeurs 0 et 1 équivalant aux valeurs 0 et 1 du
bit d’un ordinateur classique, mais la superposition et les probabilités qui y sont associées font
que ce système, appelé le bit quantique, ou
qubit, contient plus d’informations. Les photons, susceptibles de polarisations à la fois
horizontales et verticales, et les noyaux atomiques, quand ils endossent deux états simultanés
de spin nucléaire, sont d’autres exemples de
qubits. L’état de superposition est très fragile :
la moindre perturbation, comme une tentative
de détection de l’état quantique de la particule
subatomique, le ramène à un état de nonsuperposition, phénomène appelé décohérence.
L’intrication quantique joue un rôle important
dans l’utilisation des qubits : elle permet de lier
des données sans provoquer la décohérence.
LES BITS
QUANTIQUES
(QUBITS)
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Théorie en 30 secondes
106 g Intrication quantique
La mesure d’un spin
donne toujours « up »
ou « down » ; c’est
le qubit sous-jacent
à l’état probabiliste
qui déterminera lequel
des deux ce sera.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
BIOGRAPHIE EN 3 SECONDES
SERGE HAROCHE
1944–
Physicien français dont les
expériences réalisées en physique
quantique lui ont valu, avec
David J. Wineland, le prix Nobel
de physique de 2012.
THÉORIES LIÉES
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LE CHAT DE SCHRÖDINGER
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LA DÉCOHÉRENCE
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L’INFORMATIQUE QUANTIQUE
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LES APPAREILS D’IRM
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LES POINTS QUANTIQUES
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RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les qubits seront au cœur
des futurs ordinateurs
quantiques. Tout système
ou particule pouvant
endosser deux états
quantiques ou plus peut
fonctionner comme un
qubit. Les chercheurs
utilisent plusieurs
techniques pour créer des
qubits. Par exemple, ils
enferment des électrons
dans des points quantiques
et modifient leur spin avec
des rayons laser. On peut
aussi modifier le spin des
noyaux atomiques avec
des ondes radio, celles
des appareils d’IRM, par
exemple. Serge Haroche
a inventé le stockage de
données quantiques en
emprisonnant des photons
dans des cavités
micro-ondes.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les qubits se comportent
comme des bits. Ils peuvent
être ouverts ou fermés, mais
en réalité ils peuvent être
à la fois ouverts et fermés
Les électrons ont une propriété
quantique appelée le spin. Ils peuvent tournoyer
dans le sens des aiguilles d’une montre ou en
sens inverse, et c’est le spin de l’électron qui
explique le magnétisme de certains matériaux.
En soumettant les électrons à une impulsion
laser, on peut les amener dans un état de
superposition, c’est-à-dire qu’ils endossent
les deux états quantiques simultanément : les
électrons, au lieu d’avoir un spin dans une
direction donnée, ont uniquement des probabilités de spin simultané dans chaque direction. Les
deux directions du spin peuvent se voir attribuer
les valeurs 0 et 1 équivalant aux valeurs 0 et 1 du
bit d’un ordinateur classique, mais la superposition et les probabilités qui y sont associées font
que ce système, appelé le bit quantique, ou
qubit, contient plus d’informations. Les photons, susceptibles de polarisations à la fois
horizontales et verticales, et les noyaux atomiques, quand ils endossent deux états simultanés
de spin nucléaire, sont d’autres exemples de
qubits. L’état de superposition est très fragile :
la moindre perturbation, comme une tentative
de détection de l’état quantique de la particule
subatomique, le ramène à un état de nonsuperposition, phénomène appelé décohérence.
L’intrication quantique joue un rôle important
dans l’utilisation des qubits : elle permet de lier
des données sans provoquer la décohérence.
LES BITS
QUANTIQUES
(QUBITS)
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