{"id":15929,"date":"2018-06-24T15:07:11","date_gmt":"2018-06-24T14:07:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=15929"},"modified":"2018-09-28T21:55:16","modified_gmt":"2018-09-28T20:55:16","slug":"comprendre-informatique-quantique-scientifiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-scientifiques\/","title":{"rendered":"Comprendre l’informatique quantique – scientifiques"},"content":{"rendered":"

Apr\u00e8s avoir pos\u00e9 le d\u00e9cor et le sommaire<\/a> de cette s\u00e9rie d\u2019articles sur l\u2019informatique quantique, nous allons faire un petit retour en arri\u00e8re pour comprendre la riche histoire de cette discipline.<\/p>\n

Chaque \u00e9pop\u00e9e scientifique et technologique est avant tout une grande Histoire humaine. Celles de la m\u00e9canique quantique et de l\u2019informatique quantique n\u2019y \u00e9chappent pas. Je vais ici rendre hommage aux grands scientifiques qui ont rendu tout cela possible et continuent encore de plancher dessus pour ceux qui sont encore de ce monde.<\/p>\n

La physique ou m\u00e9canique quantique s\u2019int\u00e9resse \u00e0 l\u2019infiniment petit et \u00e0 ses diff\u00e9rences par rapport \u00e0 la m\u00e9canique classique, souvent dite newtonienne, qui r\u00e9git de mani\u00e8re pr\u00e9dictible le fonctionnement des objets de taille raisonnable, au-del\u00e0 de quelques microns jusqu\u2019\u00e0 la taille des plan\u00e8tes et des \u00e9toiles. Dans l\u2019infiniment grand, on fait appel \u00e0 la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 et \u00e0 son lien avec la gravitation qui explique la courbure de l\u2019espace-temps. Elle est indispensable pour interpr\u00e9ter les ph\u00e9nom\u00e8nes extr\u00eames que sont les trous noirs ou les \u00e9toiles \u00e0 neutrons. Elle permet d\u2019interpr\u00e9ter l\u2019Histoire de l\u2019Univers, mais pas enti\u00e8rement.<\/p>\n

La physique n\u2019est toujours pas compl\u00e8te ni totalement unifi\u00e9e. Certains ph\u00e9nom\u00e8nes physiques observables lui r\u00e9sistent encore. On ne sait pas expliquer pr\u00e9cis\u00e9ment l\u2019origine pr\u00e9cise de la gravitation et on cherche toujours la mati\u00e8re et l\u2019\u00e9nergie noires qui expliqueraient la coh\u00e9sion des galaxies. L\u2019Homme aimerait bien tout savoir et tout expliquer mais il est fort probable que cette qu\u00eate sera toujours en devenir, ne serait-ce que sur la forme qu\u2019avait l\u2019Univers avant le big bang.<\/p>\n

Vous pouvez passer cette partie et aller directement \u00e0 la suivante si l\u2019Histoire des sciences ne vous int\u00e9resse pas. Cette partie sert surtout de r\u00e9f\u00e9rence pour bien m\u00e9moriser qui est qui dans l\u2019Histoire de la m\u00e9canique et de l\u2019informatique quantiques.<\/p>\n

J\u2019ai r\u00e9dig\u00e9 cette partie au gr\u00e9 de mes d\u00e9couvertes dans la r\u00e9daction de l\u2019ensemble des parties de cette s\u00e9rie d\u2019articles. J\u2019y apporterai certainement des retouches au fil de l\u2019eau pendant l\u2019\u00e9t\u00e9 2018 au gr\u00e9 de la finalisation de cette s\u00e9rie d\u2019articles.<\/p>\n

Les scientifiques de la m\u00e9canique quantique<\/strong><\/p>\n

Un topo sur l\u2019informatique quantique d\u00e9marre immanquablement par un \u201c101\u201d de la m\u00e9canique quantique. Il requiert de couvrir quelques basiques, m\u00eame s\u2019ils sont parfois abstraits. Mon objectif sera de raccommoder les morceaux avec le fonctionnement pratique des ordinateurs quantiques. Comprendre la m\u00e9canique et l\u2019informatique quantique rel\u00e8ve de l\u2019assemblage d\u2019un vaste puzzle. On ajoute les pi\u00e8ces une par une. Le puzzle n\u2019est jamais complet. Au bout d\u2019un certain temps, on y voit une image qui permet d\u2019avoir une vue d\u2019ensemble sans forc\u00e9ment que le puzzle soit termin\u00e9. C\u2019est ce qui vous arrivera probablement au terme de la lecture de ces articles.<\/p>\n

La physique quantique est une science qui a pris forme aux d\u00e9buts du 20e si\u00e8cle. Malgr\u00e9 ses enrichissements constants, elle a fait preuve d’une \u00e9tonnante solidit\u00e9 pour r\u00e9sister \u00e0 l\u2019\u00e9preuve du temps. Comme presque toutes les sciences, elle r\u00e9sulte des travaux de tr\u00e8s nombreux scientifiques et chercheurs. L\u2019histoire des id\u00e9es de la m\u00e9canique quantique est une aventure humaine qui a rassembl\u00e9 des talents immenses qui se sont confront\u00e9s, qui ont fait \u00e9voluer pas \u00e0 pas leur compr\u00e9hension de l\u2019infiniment petit.<\/p>\n

Comme souvent, cette compr\u00e9hension a associ\u00e9 des physiciens et des math\u00e9maticiens. Les physiciens ont men\u00e9 de nombreuses exp\u00e9riences pour identifier des paradoxes, des inconnues, b\u00e2tir des th\u00e9ories puis les v\u00e9rifier par l\u2019exp\u00e9rience, parfois avec plusieurs d\u00e9cennies de latence. Les math\u00e9maticiens ont b\u00e2ti des mod\u00e8les de repr\u00e9sentation des donn\u00e9es, comme les matrices et l\u2019alg\u00e8bre lin\u00e9aire, qui jouent un tr\u00e8s grand r\u00f4le dans la m\u00e9canique quantique pour d\u00e9crire les \u00e9tats des quantums et leur \u00e9volution dans l\u2019espace et dans le temps. Cette alg\u00e8bre lin\u00e9aire est au c\u0153ur du fonctionnement des qubits des ordinateurs quantiques. Tr\u00e8s souvent, les repr\u00e9sentations math\u00e9matiques de la physique quantique d\u00e9passent les interpr\u00e9tations physiques.<\/p>\n

Nombre de ces scientifiques ont laiss\u00e9 une trace m\u00e9morable connue des connaisseurs voire m\u00eame du grand public avec\u00a0 le c\u00e9l\u00e9brissime chat de Schr\u00f6dinger et le principe d\u2019ind\u00e9termination d\u2019Heisenberg. Comme souvent, d\u2019autres contributeurs moins connus ont aussi apport\u00e9 leur pierre \u00e0 l\u2019\u00e9difice et il faut aussi leur rendre hommage.<\/p>\n

Vous n\u2019y trouverez pas d’inventeur \u00e0 la Roland Moreno ou d\u2019entrepreneur sauce Steve Jobs ou Elon Musk, m\u00eame si les fondateurs de startups telles que le Canadien D-Wave aspirent \u00e0 obtenir ce statut.<\/p>\n

Ce c\u00f4t\u00e9 collectif de la m\u00e9canique quantique est incarn\u00e9 par l\u2019\u00e9pisode mythique du cinqui\u00e8me Congr\u00e8s de Physique Solvay de 1927<\/strong>, tenu \u00e0 Bruxelles \u00e0 l\u2019h\u00f4tel M\u00e9tropole. Il rassemblait les plus grands math\u00e9maticiens et physiciens de l\u2019\u00e9poque dont presque tous les p\u00e8res de la m\u00e9canique quantique avec Bohr, Schr\u00f6dinger, Born, de Broglie, Heisenberg, Planck, Dirac et Einstein. Les congr\u00e8s Solvay ont lieu tous les 3 \u00e0 4 ans. La derni\u00e8re \u00e9dition, 27e du genre, eu lieu en 2017. Ils sont th\u00e9matis\u00e9s. Celui de 1927 portait sur les \u00e9lectrons et les photons, au c\u0153ur de la m\u00e9canique quantique. Un congr\u00e8s sur deux portait sur la m\u00e9canique quantique, le dernier du genre ayant eu lieu en 2011.<\/p>\n

\"Congres<\/a><\/p>\n

Voici donc quelques-uns de ces protagonistes et leurs grandes contributions associ\u00e9es avec au passage, des indications de qui a influenc\u00e9 qui, les contributions \u00e9tant g\u00e9n\u00e9ralement organis\u00e9es par ordre chronologique.<\/p>\n

Quelques pr\u00e9curseurs de la m\u00e9canique quantique<\/strong><\/p>\n

Nous commen\u00e7ons avec les physiciens et math\u00e9maticiens qui ont pos\u00e9 des bases scientifiques qui ont permis \u00e0 leurs successeurs du 20e si\u00e8cle de formaliser les bases de la physique quantique. Notez que je n\u2019indique pas toujours la source des sch\u00e9mas. Ils font partie d\u2019explications scientifiques courantes qui font maintenant partie du domaine public.<\/p>\n

\"Physiciens<\/a><\/p>\n

Thomas Young <\/strong>(1773-1829, Anglais) d\u00e9termine la nature ondulatoire de la lumi\u00e8re. Il la prouve avec l’exp\u00e9rience des doubles fentes dites de Young vers 1806, illustr\u00e9e ci-dessous<\/em>. Elle g\u00e9n\u00e8re des interf\u00e9rences qui cr\u00e9ent une illumination alternant lumi\u00e8re et absence de lumi\u00e8re li\u00e9e \u00e0 la nature ondulatoire de la lumi\u00e8re. Ce grand sp\u00e9cialiste de l\u2019optique a aussi travaill\u00e9 sur les principes de la r\u00e9fraction et de la vision trichromatique. Son exp\u00e9rience a \u00e9t\u00e9 r\u00e9\u00e9dit\u00e9e avec des \u00e9lectrons, en 1927, avec un r\u00e9sultat voisin, illustrant la dualit\u00e9 onde-particule de l\u2019\u00e9lectron, r\u00e9sultat des travaux du Fran\u00e7ais Louis de Broglie.<\/p>\n

\"Double<\/a><\/p>\n

William Rowan Hamilton <\/strong>(1805-1865, Irlandais) est un math\u00e9maticien et astronome. Vers 1827, il invente de nouvelles formulations math\u00e9matiques des lois de la physique qui int\u00e8grent l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme. En m\u00e9canique quantique, on parle souvent d\u2019Hamiltonien ou de fonction hamiltonienne. Il s\u2019agit d\u2019\u00e9quations servant \u00e0 d\u00e9crire l\u2019\u00e9nergie totale et potentielle d\u2019un syst\u00e8me de particules \u00e9l\u00e9mentaires (d\u00e9tails<\/a>). L\u2019\u00e9quation de Schr\u00f6dinger cr\u00e9\u00e9e en 1926 d\u00e9crit l\u2019\u00e9volution dans le temps d\u2019un hamiltonien. Ce concept est notamment utilis\u00e9 dans les ordinateurs quantiques \u00e0 recuit quantique de D-Wave que nous aurons l’occasion de d\u00e9crire dans le d\u00e9tail dans une partie \u00e0 venir.<\/p>\n

Niels Henrik Abel <\/strong>(1802-1829, Norv\u00e9gien) est un math\u00e9maticien \u00e0 l\u2019origine de ce que l\u2019on appelle les groupes ab\u00e9liens. Il est mort \u00e0 26 ans de la tuberculose ! C’est bien dommage pour un tel g\u00e9nie ! Ses travaux portent sur la semi-convergence des s\u00e9ries num\u00e9riques, des suites et s\u00e9ries de fonctions, les crit\u00e8res de convergence d’int\u00e9grale g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e, sur la notion d’int\u00e9grale elliptique et sur la r\u00e9solution d\u2019\u00e9quations alg\u00e9briques. Avec Hamilton et Hermite, c\u2019est l\u2019un des fournisseurs des fondements math\u00e9matiques utilis\u00e9s dans la m\u00e9canique quantique. L\u2019appellation \u201cab\u00e9liens\u201d et \u201cnon ab\u00e9liens\u201d est associ\u00e9e aux anyons, les quasi-particules qui sont la base de l\u2019informatique quantique topologique. Pourquoi ces concepts de m\u00e9canique quantiques invent\u00e9s bien avant sa mort font-ils r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 ce math\u00e9maticien ? Notamment parce que la distinction entre ab\u00e9liens et non ab\u00e9liens est li\u00e9 \u00e0 leur repr\u00e9sentation math\u00e9matique commutative (= \u201cab\u00e9lien\u201d, quand A*B = B*A) ou non commutative (\u201cnon ab\u00e9lien\u201d, lorsque A*B n\u2019est pas \u00e9gal \u00e0 B*A) !<\/p>\n

Charles Hermite <\/strong>(1822-1901, Fran\u00e7ais) est un math\u00e9maticien tr\u00e8s prolixe, qui a fait avancer la th\u00e9orie des nombres, les formes quadratiques, la th\u00e9orie des invariants, les polyn\u00f4mes orthogonaux, les fonctions elliptiques et l\u2019alg\u00e8bre. Ses principaux travaux sont concentr\u00e9s sur la p\u00e9riode 1848-1860. On lui doit la notion d\u2019hermitiens, une notation math\u00e9matique utilis\u00e9e en m\u00e9canique quantique et l\u2019explication va s\u2019arr\u00eater l\u00e0 car apr\u00e8s, c\u2019est bien trop compliqu\u00e9. Les matrices hermitiennes sont des matrices compos\u00e9es de nombres r\u00e9els dans la diagonale et pouvant \u00eatre complexes dans le reste, et qui sont \u00e9gales \u00e0 leur transconjugu\u00e9e. A savoir, leur transpos\u00e9e dont on a invers\u00e9 la valeur des nombres complexes (i devient \u2013i). Voir l\u2019exemple ci-dessous<\/em>. Les matrices d\u00e9crivant les op\u00e9rations des portes quantiques dans les ordinateurs quantiques sont des matrices hermitiennes. Elles ne changent pas la longueur des vecteurs qui sont transform\u00e9s par ces matrices.<\/p>\n

\"Matrice<\/a><\/p>\n

James Clerck Maxwell <\/strong>(1831-1879, Ecossais) est le cr\u00e9ateur en 1865 de la th\u00e9orie des champs \u00e9lectromagn\u00e9tiques, associant un champ \u00e9lectrique et un champ magn\u00e9tique orthogonaux comme dans le sch\u00e9ma ci-dessous<\/em>, se d\u00e9pla\u00e7ant \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re. Il est aussi \u00e0 l\u2019origine de la loi de distribution des gaz Maxwell\u2013Boltzmann. On lui doit enfin la cr\u00e9ation de pistes de cr\u00e9ation de la photographie en couleur s\u2019appuyant sur les trois couleurs primaires de la vision humaine. Sa description des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques va avoir un impact ph\u00e9nom\u00e9nal dans les t\u00e9l\u00e9communications \u00e9lectromagn\u00e9tiques et dans l\u2019optronique. Cela servira de fondements \u00e0 la m\u00e9canique quantique \u00e9labor\u00e9e en premier par Max Planck en 1900.<\/p>\n

\"Electro<\/a><\/p>\n

Ludwig Boltzmann<\/strong> (1844-1906, Autrichien) est un physicien, p\u00e8re de la physique statistique, d\u00e9fenseur de l’existence des atomes et cr\u00e9ateur d\u2019\u00e9quations d\u00e9crivant la dynamique des fluides et des gaz en 1872.\u00a0 D\u00e9pressif, il est mort en se suicidant !<\/p>\n

Henri Poincar\u00e9<\/strong> (1854-1912, Fran\u00e7ais) est un math\u00e9maticien et physicien, pr\u00e9curseur de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9, et des ondes gravitationnelles. C\u2019\u00e9tait un cousin germain de Raymond Poincar\u00e9, pr\u00e9sident de la R\u00e9publique Fran\u00e7aise pendant la premi\u00e8re guerre mondiale. On lui doit une fonction probabiliste qui porte son nom et qui est l\u2019\u00e9quivalent en optique de la repr\u00e9sentation de Bloch que nous verrons plus tard et qui est un fondement de la description math\u00e9matique de l\u2019\u00e9tat des qubits des ordinateurs quantiques.<\/p>\n

David Hilbert <\/strong>(1862-1943, Allemand) est un math\u00e9maticien prolifique \u00e0 qui l\u2019on doit \u00e0 la fin du 19e si\u00e8cle les fondamentaux math\u00e9matiques de la m\u00e9canique quantique, et notamment ses espaces dits de Hilbert utilisant des vecteurs permettant de mesurer des longueurs, des angles et de d\u00e9finir des orthogonalit\u00e9s. On les utilise pour repr\u00e9senter l\u2019\u00e9tat des qubits avec des vecteurs ou nombres complexes. Ses travaux n\u2019avaient cependant rien \u00e0 voir \u00e0 l\u2019origine avec la m\u00e9canique quantique qui n\u2019\u00e9tait alors pas encore formul\u00e9e.<\/p>\n

Les cr\u00e9ateurs<\/strong><\/p>\n

La m\u00e9canique quantique a vu le jour avec Max Planck, puis a pris forme sur trois d\u00e9cennies et demies, en gros jusqu\u2019en 1935 avec les contributions successives d\u2019Einstein, Bohr, De Broglie, Born, Schr\u00f6dinger et Heisenberg pour ne prendre que les plus connues. Voici donc un tour des grands physiciens et math\u00e9maticiens qui ont \u00e9tabli les bases de la physique quantique. Ce sont tous des europ\u00e9ens qui vont pour une bonne part s\u2019expatrier aux USA avant la seconde\u00a0 guerre mondiale.<\/p>\n

Max Planck <\/strong>(1858-1947, Allemand) est un physicien, initialement sp\u00e9cialis\u00e9 dans la thermodynamique. En 1900, il imagine la th\u00e9orie des quantas, \u00e9mettant l’hypoth\u00e8se que le rayonnement de la mati\u00e8re n’est pas continu mais varie par seuils, par paliers d’une certaine quantit\u00e9 d’\u00e9nergie, d’o\u00f9 le terme de “quanta” et de “physique quantique”. Sa th\u00e9orie lui permet d’expliquer pour la premi\u00e8re fois l’\u00e9nigmatique rayonnement du corps noir, un corps qui absorbe tout rayonnement magn\u00e9tique incident.<\/p>\n

Les exemples de corps noir sont une cavit\u00e9 ferm\u00e9e comme un four, un m\u00e9tal chauff\u00e9 qui devient rouge, orang\u00e9, puis blanc en fonction de la temp\u00e9rature, ou une \u00e9toile comme le Soleil. Le spectre d\u2019ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques \u00e9mis par un corps noir d\u00e9pend uniquement de sa temp\u00e9rature selon le sch\u00e9ma ci-dessous <\/em>et pas du tout de sa mati\u00e8re. Plus la temp\u00e9rature est \u00e9lev\u00e9e, plus le spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique \u00e9mis par le corps noir glisse vers les fr\u00e9quences \u00e9lev\u00e9es, donc vers le violet et l\u2019ultra-violet avec l\u2019augmentation de la temp\u00e9rature. Max Planck \u00e9labore une formule d\u00e9crivant le spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique du corps noir qui est rapidement v\u00e9rifi\u00e9es par l\u2019exp\u00e9rience. Il devient prix Nobel de physique en 1918. Etienne Klein raconte bien le cheminement intellectuel de Max Planck dans la vid\u00e9o \u201cLa naissance de la physique quantique<\/a>\u201d (2016).<\/p>\n

\"Planck<\/a><\/p>\n

Max Planck est ainsi l\u2019un des premiers \u00e0 formuler les bases de la m\u00e9canique quantique. On lui doit \u00e9galement la constante qui porte son nom et qui est exploit\u00e9e dans son explication du rayonnement d\u2019un corps noir. Cette constante fut ensuite utilis\u00e9e dans l\u2019\u00e9quation selon laquelle l\u2019\u00e9nergie du changement d\u2019\u00e9tat d\u2019un atome \u00e9gale la fr\u00e9quence du rayonnement multipli\u00e9e par la constante de Planck. Lorsqu’un \u00e9lectron change d’orbite dans un atome d\u2019hydrog\u00e8ne, cela \u00e9met ou absorbe une onde \u00e9lectromagn\u00e9tique dont l\u2019\u00e9nergie est \u00e9gale \u00e0 la constante de Planck multipli\u00e9e par la fr\u00e9quence lumineuse \u00e9mise. Bien qu’Albert Einstein, Niels Bohr et d\u2019autres r\u00e9alis\u00e8rent quelques ann\u00e9es plus tard des v\u00e9rifications physiques de la th\u00e9orique quantique, Planck exprima jusqu\u2019\u00e0 sa mort des doutes sur les principes de la m\u00e9canique quantique !<\/p>\n

Albert Einstein <\/strong>(1879-1955, Allemand puis Am\u00e9ricain) est un physicien que l\u2019on ne pr\u00e9sente plus, prix Nobel en 1921 pour son interpr\u00e9tation de l\u2019effet photo\u00e9lectrique en 1905, qui est devenue l\u2019un des fondements de la m\u00e9canique quantique. Dans \u201cOn a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light<\/a>“, il d\u00e9termine que les quantas de Planck sont des photons, des quantit\u00e9s discr\u00e8tes d\u2019\u00e9nergie lumineuse, dont l\u2019\u00e9nergie est \u00e9gale \u00e0 la fr\u00e9quence \u00e9lectromagn\u00e9tique des ondes transport\u00e9es multipli\u00e9e par la constante de Planck. L\u2019effet photo\u00e9lectrique est aussi \u00e0 l\u2019origine du solaire photovolta\u00efque et des principes de la photosynth\u00e8se dans les plantes, qui permet la production de glucose. Il correspond \u00e0 la capacit\u00e9 d\u2019un photon \u00e0 d\u00e9loger un \u00e9lectron de l\u2019orbite ext\u00e9rieure d\u2019un atome et de cr\u00e9er du courant \u00e9lectrique.<\/p>\n

\"Effet<\/a>\u00a0\u00a0\u00a0 \"Photoelectric<\/a><\/p>\n

L\u2019interpr\u00e9tation d\u2019Einstein s\u2019appuyait sur les travaux ant\u00e9rieurs de Heinrich Hertz <\/strong>(1857-1894, Allemand) qui d\u00e9couvrit en 1887 que la lumi\u00e8re peut arracher un \u00e9lectron \u00e0 du m\u00e9tal et de Philipp Lenard <\/strong>(1862-1947, Allemand) qui \u00e9tudia en 1902 l\u2019effet photo\u00e9lectrique et d\u00e9termina qu\u2019il ne se d\u00e9clenche qu\u2019\u00e0 partir d\u2019une certaine fr\u00e9quence de la lumi\u00e8re projet\u00e9e. Ce dernier obtint le prix Nobel de physique en 1905. Devenu fervent Nazi et oppos\u00e9 \u00e0 Einstein par rivalit\u00e9 scientifique puis par antis\u00e9mitisme virulent, il est pass\u00e9 dans les oubliettes de l\u2019Histoire.<\/p>\n

Bien entendu, Einstein est aussi \u00e0 l\u2019origine de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte et g\u00e9n\u00e9rale qui couvre l\u2019infiniment grand alors que la m\u00e9canique quantique touche l\u2019infiniment petit. Aussi curieux que cela puisse para\u00eetre, Einstein n\u2019a jamais obtenu le prix Nobel pour ses travaux sur la relativit\u00e9 malgr\u00e9 son impact consid\u00e9rable sur la physique et l\u2019astronomie.<\/p>\n

En 1925, Einstein pr\u00e9dit un comportement particulier de la mati\u00e8re, le condensat de Bose-Einstein qui se manifeste lorsque l\u2019on refroidit des gaz \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature. Les atomes se trouvent alors dans un \u00e9tat quantique d\u2019\u00e9nergie minimale pr\u00e9sentant des propri\u00e9t\u00e9s physiques particuli\u00e8res. C\u2019est le cas de l\u2019H\u00e9lium superfluide, d\u00e9couvert en 1938, et qui, \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature, n\u2019a plus de viscosit\u00e9, \u00e0 savoir qu\u2019il peut se d\u00e9placer sans dissiper d\u2019\u00e9nergie. Bose est le nom du chercheur indien Satyendranath Bose <\/strong>(1894-1974) avec qui Einstein avait travaill\u00e9 pendant les ann\u00e9es 1920 et \u00e0 qui l\u2019ont doit les \u201cbosons\u201d, qui v\u00e9rifient les caract\u00e9ristiques des condensats de Bose-Einstein. Cela comprend les particules \u00e9l\u00e9mentaires sans masse telles que les photons mais aussi certains atomes comme le deut\u00e9rium ou l’Helium 4 ainsi que certaines quasi-particules comme les paires d’\u00e9lectrons supraconducteurs que sont les paires de Cooper. Les condensats Bose-Einstein se retrouvent dans les qubits supraconducteurs des ordinateurs quantiques et sont l\u2019un des fondements de la physique de la mati\u00e8re condens\u00e9e, qui d\u00e9crit le fonctionnement des mat\u00e9riaux \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature.<\/p>\n

Einstein est aussi \u00e0 l\u2019origine de l\u2019exp\u00e9rience de pens\u00e9e dite du paradoxe EPR, ou Einstein Podolski Rosen, en 1935 portant sur la non localit\u00e9 des quantums et sur l\u2019incompl\u00e9tude de la m\u00e9canique quantique de l\u2019\u00e9poque. Cf Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?<\/a>. Le d\u00e9bat portait sur le fait que la m\u00e9canique quantique ne semblait pas d\u00e9crire compl\u00e8tement le monde physique, la fonction d\u2019onde de Schr\u00f6dinger \u00e9tant insuffisante pour d\u00e9crire la r\u00e9alit\u00e9 physique des quantums. Einstein proposait l\u2019introduction de variables cach\u00e9es locales expliquant l\u2019intrication quantique.<\/p>\n

\"Einstein<\/a><\/p>\n

Il pensait qu\u2019une r\u00e9alit\u00e9 physique devait exister ind\u00e9pendamment des observations, que le hasard pur n\u2019existait pas et que Dieu ne jouait pas aux d\u00e9s. La r\u00e9flexion a \u00e9t\u00e9 poursuivie dans les ann\u00e9es 1960 par l\u2019Am\u00e9ricain John Stewart Bell avec ses \u201cin\u00e9galit\u00e9s\u201d. L\u2019exp\u00e9rience d\u2019Alain Aspect en 1982 a d\u00e9montr\u00e9 qu\u2019il n\u2019y avait pas de variables cach\u00e9es et donc, a pu, de ce fait invalider l\u2019hypoth\u00e8se des variables cach\u00e9es d\u2019Einstein. Chapeau bas !<\/p>\n

Comble de l\u2019Histoire, Einstein n\u2019a pas r\u00e9ussi avant sa mort \u00e0 parfaire sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale qui \u00e9tait aussi incompl\u00e8te que ne l\u2019\u00e9tait pour lui la m\u00e9canique quantique. Il voulait notamment r\u00e9concilier la m\u00e9canique quantique et la gravit\u00e9.<\/p>\n

Niels Bohr <\/strong>(1885-1962, Danois) est un physicien, prix Nobel en 1922, \u00e0 l\u2019origine de la cr\u00e9ation en 1913 d\u2019un mod\u00e8le descriptif de l\u2019atome d\u2019hydrog\u00e8ne avec son noyau fait d\u2019un proton et un \u00e9lectron tournant autour du noyau sur des orbites pr\u00e9cises correspondant \u00e0 un niveau d\u2019\u00e9nergie cin\u00e9tique des \u00e9lectrons multiple de h\/2\u03c0, h \u00e9tant la constante de Planck et n = 1, 2, 3, etc. Il s\u2019appuie sur les travaux de l\u2019Anglais Ernest Rutherford <\/strong>(1871-1937) qui d\u00e9couvrit en 1911 la structure des atomes avec leur noyau charg\u00e9 positivement, gr\u00e2ce \u00e0 ses protons, et leurs \u00e9lectrons tournant autour du noyau. Les \u00e9lectrons avaient \u00e9t\u00e9 d\u00e9couverts par l\u2019Anglais Joseph John Thomson <\/strong>(1856-1940) en 1897, ce qui lui valut d\u2019obtenir le Prix Nobel de Physique en 1906. Ernest Rutherford avait imagin\u00e9 l\u2019existence des neutrons qui ne fut v\u00e9rifi\u00e9e exp\u00e9rimentalement qu\u2019en 1932 par l\u2019Anglais James Chadwick <\/strong>(1891-1974). Marie Curie <\/strong>(1867-1934) avait bien d\u00e9couvert le polonium et le radium en 1898 et certains effets de la radioactivit\u00e9 mais pas celle des neutrons.<\/p>\n

\"Niels<\/a><\/p>\n

Selon Bohr, les \u00e9lectrons \u00e9mettent ou absorbent de la lumi\u00e8re lorsqu\u2019ils changent d\u2019orbite. Il est donc aussi l\u2019un des fondateurs de la m\u00e9canique quantique, compl\u00e9tant les travaux de Planck et Einstein. Il a longtemps d\u00e9battu sur le sujet, notamment avec Einstein \u00e0 partir du Congr\u00e8s de Solvay de 1927.<\/p>\n

Avec Werner Heisenberg, Pascual Jordan et Max Born, Niels Bohr est \u00e0 l\u2019origine de l\u2019interpr\u00e9tation dite de Copenhague<\/strong> de la physique quantique qui s\u2019appuie sur trois principes cl\u00e9s :<\/p>\n