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Une recherche digne d’un prix Nobel ouvre la voie à de nouvelles technologies quantiques

Pour la deuxième année consécutive, le prix Nobel de physique est décerné à deux scientifiques soutenus par l’UE. Cette fois, pour des expériences révolutionnaires utilisant des états quantiques intriqués.

Société
Recherche fondamentale

Alain Aspect et Anton Zeilinger, bénéficiaires d’une subvention du Conseil européen de la recherche (CER), ont remporté le prix Nobel de physique 2022. Ils partagent équitablement cette récompense avec un troisième lauréat, John Clauser, pour leurs «expériences sur les photons intriqués, établissant la violation des inégalités de Bell et ouvrant la voie à la science de l’information quantique». Les recherches indépendantes des trois physiciens sur l’intrication quantique ont ouvert la voie à de nouvelles technologies basées sur l’information quantique. En mécanique quantique, deux particules ou plus peuvent exister dans un état d’intrication, où ce qui arrive à l’une des particules détermine ce qui arrive à l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Connu sous le nom d’intrication quantique, ce phénomène était initialement considéré comme impossible, et les scientifiques pensaient que des «variables cachées» étaient à l’œuvre et influençaient les résultats de leurs mesures. Puis, en 1964, un physicien nommé John Bell a mis au point une inégalité mathématique pour montrer que les variables cachées n’existaient pas. Au début des années 1970, le physicien américain John Clauser a appliqué la théorie de Bell. Il a montré que les photons d’une paire intriquée agissaient ensemble bien qu’ils soient physiquement séparés, prouvant ainsi que les variables cachées ne pouvaient pas expliquer les effets de l’intrication quantique. Cependant, l’expérience de John Clauser comportait encore quelques lacunes.

Éliminer les failles

En 1981, Alain Aspect a conçu une expérience qui a permis d’éliminer une importante faille dans le test de Bell. En intriquant deux photons à une distance de 12 mètres, il a pu montrer que les photons ne communiquaient pas réellement entre eux par le biais de variables cachées. Le professeur Alain Aspect a bénéficié d’un soutien à la recherche sur la base de ces travaux pionniers dans le cadre du projet QUANTATOP (Quantum Atom Optics from Entangled Pairs to Strongly Correlated Systems), financé par l’UE, qui a établi des outils de base pour les expériences d’optique quantique et la détection et la manipulation d’atomes uniques.

Démonstration de la téléportation quantique

Le professeur Anton Zeilinger a étendu l’utilisation des états quantiques intriqués. En 1997, son groupe de recherche a démontré un phénomène appelé téléportation quantique, dans lequel l’intrication permet de déplacer un état quantique d’une particule à une autre à une certaine distance. Grâce au financement du CER dans le cadre du projet QIT4QAD (Photonic Quantum Information Technology and the Foundations of Quantum Physics in Higher Dimensions), Anton Zeilinger a mis au point de nouvelles technologies pour la science de l’information quantique, démontré de nouveaux concepts pour le calcul quantique et mené des expériences fondamentales en mécanique quantique. Mariya Gabriel, Commissaire européenne chargée de l’innovation, de la recherche, de la culture, de l’éducation et de la jeunesse, a indiqué dans un communiqué de presse du CER: «Félicitations aux nouveaux lauréats du prix Nobel! Nous sommes particulièrement heureux qu’Anton Zeilinger et Alain Aspect aient reçu un financement de la part du Conseil européen de la recherche. C’est à nouveau une excellente nouvelle, après que le prix Nobel d’hier ait été attribué à Svante Pääbo, bénéficiaire d’une subvention du CER. Trois des lauréats de cette année ont donc bénéficié d’un financement substantiel de l’UE. Cela paye d’investir dans les meilleurs chercheurs et de les laisser suivre leur curiosité scientifique!» La professeure Maria Leptin, présidente du CER, a commenté: «Mes sincères félicitations aux lauréats! Anton Zeilinger et Alain Aspect ont tous deux reçu le soutien du Conseil européen de la recherche pour leurs recherches révolutionnaires. Ce sont donc désormais douze bénéficiaires d’une subvention du CER qui ont été récompensés par un prix Nobel. Il est essentiel de donner aux esprits les plus brillants la liberté d’explorer leurs meilleures idées.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet QUANTATOP projet QIT4QAD

Mots‑clés

QUANTATOP, QIT4QAD, quantique, Prix Nobel, physique, intrication quantique, photon, information quantique, variable cachée, Alain Aspect, Anton Zeilinger

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