Cette architecture distribu\u00e9e ressemble \u00e0 la structure g\u00e9n\u00e9rale des supercalculateurs classiques, mais gr\u00e2ce aux qubits, le syst\u00e8me peut r\u00e9soudre en quelques heures des probl\u00e8mes qui prendraient des ann\u00e9es aux supercalculateurs conventionnels.<\/p>\n
Les perspectives \u00e0 long terme d\u2019une informatique quantique fiable sont difficiles \u00e0 surestimer. Leur potentiel \u00e0 gu\u00e9rir des maladies, \u00e0 cr\u00e9er des avanc\u00e9es mat\u00e9rielles indispensables et \u00e0 r\u00e9soudre m\u00eame de gros probl\u00e8mes comme le changement climatique n\u2019est pas une simple vantardise technologique, c\u2019est une r\u00e9elle possibilit\u00e9. C\u2019est pour cette promesse que les entreprises et les gouvernements investissent des milliards chaque ann\u00e9e pour exploiter le potentiel de l\u2019informatique bas\u00e9e sur les qubits. Cependant, de s\u00e9rieux obstacles subsistent entre le pr\u00e9sent et ce r\u00eave lointain, et l\u2019\u00e9volutivit\u00e9 reste l\u2019ennemi num\u00e9ro un.<\/p>\n
En termes simples, les qubits sont incroyablement sensibles \u00e0 leur environnement et n\u00e9cessitent un contr\u00f4le extr\u00eamement pr\u00e9cis. Ces probl\u00e8mes ne font qu\u2019augmenter \u00e0 mesure que davantage de qubits sont ajout\u00e9s au syst\u00e8me et, \u00e0 terme, les violations de la pr\u00e9cision de l\u2019informatique quantique, \u00e9galement appel\u00e9es \u00abbruit\u00bb, finissent par conduire \u00e0 des erreurs en cascade. C\u2019est pourquoi l\u2019\u00e8re actuelle de l\u2019informatique quantique est largement connue sous le nom d\u2019\u00ab\u00e8re de l\u2019informatique quantique interm\u00e9diaire bruyante (NISQ)\u00bb. Ces processeurs quantiques contiennent un maximum de 1 000 qubits et ne sont pas suffisamment tol\u00e9rants aux pannes pour exploiter tout le potentiel de l\u2019informatique quantique.<\/p>\n
Bien entendu, les scientifiques disposent de plusieurs m\u00e9thodes pour rendre les ordinateurs quantiques moins sujets aux erreurs, notamment une correction d\u2019erreur robuste et un calcul tol\u00e9rant aux pannes. R\u00e9cemment, des scientifiques de l\u2019Universit\u00e9 d\u2019Oxford ont r\u00e9alis\u00e9 une avanc\u00e9e majeure en augmentant le nombre de qubits dans un syst\u00e8me quantique. L\u2019id\u00e9e est simple: au lieu de regrouper davantage de qubits dans un seul syst\u00e8me, que se passerait-il si des processeurs quantiques plus petits pouvaient former un r\u00e9seau distribu\u00e9? Cela pourrait th\u00e9oriquement permettre aux scientifiques d\u2019augmenter le nombre de qubits tout en maintenant des niveaux de bruit bas.<\/p>\n Dans un nouvel article publi\u00e9 dans la revue Nature, les scientifiques d\u00e9taillent comment ils ont connect\u00e9 des modules contenant seulement un petit nombre de qubits ioniques pi\u00e9g\u00e9s \u00e0 l’aide de fibres optiques pour transmettre des photons. Ces connexions photoniques ont ensuite permis aux qubits de s’entrem\u00ealer \u00e0 travers des fibres optiques, permettant ainsi la r\u00e9alisation de la logique quantique via la t\u00e9l\u00e9portation quantique.<\/p>\n \u00abLes d\u00e9monstrations pr\u00e9c\u00e9dentes de t\u00e9l\u00e9portation quantique se sont concentr\u00e9es sur le transfert d’\u00e9tats quantiques entre des syst\u00e8mes physiquement s\u00e9par\u00e9s\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Dougal Main, auteur principal de l’\u00e9tude de l’Universit\u00e9 d’Oxford, dans un communiqu\u00e9 de presse. \u00abDans nos recherches, nous utilisons la t\u00e9l\u00e9portation quantique pour cr\u00e9er des interactions entre ces syst\u00e8mes distants. En ajustant soigneusement ces interactions, nous pouvons r\u00e9aliser des portes logiques quantiques (les op\u00e9rations fondamentales de l\u2019informatique quantique) entre des qubits h\u00e9berg\u00e9s dans des ordinateurs quantiques distincts. Cette avanc\u00e9e nous permet de \u00abrelier\u00bb efficacement des processeurs quantiques individuels en un seul ordinateur quantique enti\u00e8rement connect\u00e9.<\/p>\n Pour tester ce nouveau syst\u00e8me, l\u2019\u00e9quipe a ex\u00e9cut\u00e9 l\u2019algorithme de recherche dit Grover, d\u00e9crit pour la premi\u00e8re fois par l\u2019informaticien indo-am\u00e9ricain Lov Grover en 1996. Cette recherche recherche un \u00e9l\u00e9ment sp\u00e9cifique dans un grand ensemble de donn\u00e9es non structur\u00e9 en utilisant la superposition et l’obscurcissement en parall\u00e8le. L’algorithme de recherche pr\u00e9sente \u00e9galement une acc\u00e9l\u00e9ration quadratique, ce qui signifie que l’ordinateur quantique peut r\u00e9soudre le probl\u00e8me avec la racine carr\u00e9e des donn\u00e9es d’entr\u00e9e, plut\u00f4t qu’une simple augmentation lin\u00e9aire. Les auteurs rapportent que le syst\u00e8me a atteint un taux de r\u00e9ussite de 71 pour cent.<\/p>\n Bien que le contr\u00f4le r\u00e9ussi d\u2019un syst\u00e8me distribu\u00e9 constitue un grand pas en avant pour l\u2019informatique quantique, l\u2019\u00e9quipe r\u00e9it\u00e8re que les d\u00e9fis d\u2019ing\u00e9nierie restent de taille. Cependant, la connexion de processeurs quantiques \u00e0 un r\u00e9seau distribu\u00e9 \u00e0 l\u2019aide de la t\u00e9l\u00e9portation quantique fournit une petite lueur d\u2019espoir au bout du long et sombre tunnel du d\u00e9veloppement de l\u2019informatique quantique.<\/p>\n \u00abLa mise \u00e0 l’\u00e9chelle des ordinateurs quantiques reste un d\u00e9fi technique difficile qui n\u00e9cessitera probablement de nouvelles connaissances physiques ainsi que des efforts d’ing\u00e9nierie intensifs dans les ann\u00e9es \u00e0 venir\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 David Lucas, chercheur principal de l’\u00e9tude de l’Universit\u00e9 d’Oxford, dans un communiqu\u00e9 de presse. \u00abNotre exp\u00e9rience montre que le traitement distribu\u00e9 de l\u2019information quantique est possible gr\u00e2ce aux technologies modernes.\u00bb<\/p>\n Pour que les ordinateurs quantiques atteignent leur plein potentiel, ils doivent \u00eatre plus robustes, c\u2019est-\u00e0-dire capables de r\u00e9duire les erreurs et d\u2019\u00e9viter la d\u00e9coh\u00e9rence.<\/strong><\/span>\u00a0Comme le d\u00e9crit une nouvelle \u00e9tude men\u00e9e par des scientifiques chinois et am\u00e9ricains, l\u2019\u00e9quipe a r\u00e9ussi \u00e0 introduire la stabilit\u00e9 intrins\u00e8que d\u2019un cristal de temps topologique dans un ordinateur quantique, qui a ensuite montr\u00e9 des signes de fiabilit\u00e9 accrue.<\/p>\n Bien qu\u2019une adoption plus g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e des ordinateurs quantiques soit encore loin, cette \u00e9tude montre que les syst\u00e8mes de cristaux de temps quantique sont tr\u00e8s prometteurs pour l\u2019avenir de l\u2019informatique quantique.<\/p>\n L\u2019informatique quantique, comme la fusion nucl\u00e9aire ou les supraconducteurs \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, semble toujours loin d\u2019avoir un impact profond sur la vie humaine. Et m\u00eame si cette lente progression peut para\u00eetre frustrante, il y a une raison pour laquelle ces concepts continuent d\u2019\u00eatre poursuivis sans rel\u00e2che dans le monde entier. Un supraconducteur \u00e0 temp\u00e9rature ambiante r\u00e9volutionnera le r\u00e9seau \u00e9lectrique, la fusion nucl\u00e9aire apportera l\u2019\u00e9nergie du soleil sur Terre et l\u2019informatique quantique peut r\u00e9soudre des probl\u00e8mes (m\u00eame extr\u00eamement complexes comme le changement climatique) que nous ne pourrions jamais r\u00e9soudre avec l\u2019informatique classique seule.<\/p>\n Mais, comme pour la fusion et les supraconducteurs, plusieurs d\u00e9fis restent \u00e0 relever pour r\u00e9aliser ce r\u00eave de l\u2019informatique quantique. Et le principal est le manque de stabilit\u00e9. En raison de la science complexe qui sous-tend les ordinateurs quantiques, ces machines sont incroyablement sensibles au bruit et aux erreurs, qui conduisent finalement \u00e0 la d\u00e9coh\u00e9rence, la fin de l\u2019\u00e9tat de superposition quantique qui rend les qubits si utiles.<\/p>\n Ainsi, pour am\u00e9liorer la stabilit\u00e9, un groupe de scientifiques am\u00e9ricains et chinois a utilis\u00e9 la stabilit\u00e9 interne d\u2019un autre syst\u00e8me quantique connu sous le nom de cristal temporel. En transformant efficacement un ordinateur quantique en cristal temporel, les chercheurs ont pu cr\u00e9er des cristaux temporels topologiques qui peuvent durer plus longtemps que pr\u00e9vu. Les r\u00e9sultats ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9s dans la revue Nature Communications.<\/p>\n En plus d’\u00eatre un nom id\u00e9al pour un \u00e9l\u00e9ment de l’intrigue d’un film de science-fiction de s\u00e9rie B, les cristaux temporels semblent \u00e9galement remettre en question notre compr\u00e9hension habituelle de la physique. D\u00e9couverts pour la premi\u00e8re fois par le physicien Frank Wilczek en 2012 (une d\u00e9couverte qui lui a valu un prix Nobel), les cristaux temporels se comportent comme des structures cristallines standard, mais dans le temps. Alors qu\u2019un cristal ordinaire (comme un diamant) se r\u00e9p\u00e8te dans sa structure atomique, un cristal temporel se r\u00e9p\u00e8te non pas dans la dimension physique, mais dans la dimension temporelle. C’est un tel concept parce que les cristaux temporels semblent contourner la c\u00e9l\u00e8bre deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique.<\/p>\n Cette \u00e9tude se concentre sur les cristaux de temps topologiques, le comportement d’un cristal de temps topologique est d\u00e9termin\u00e9 par la structure globale et non pas seulement par un seul atome ou une seule interaction. Comme le d\u00e9crit ZME Science, si les cristaux de temps r\u00e9guliers sont un fil dans une toile, alors un cristal de temps topologique est la toile enti\u00e8re, et m\u00eame le changement d’un fil peut affecter la toile enti\u00e8re. Ce \u00abr\u00e9seau\u00bb de connexions est une caract\u00e9ristique, pas un d\u00e9faut, car il rend le cristal topologique plus r\u00e9sistant aux interf\u00e9rences \u2013 quelque chose que les ordinateurs quantiques pourraient certainement exploiter.<\/p>\n Dans cette exp\u00e9rience, les scientifiques ont essentiellement int\u00e9gr\u00e9 ce comportement dans un ordinateur quantique, cr\u00e9ant une pr\u00e9cision qui a surpass\u00e9 les exp\u00e9riences quantiques pr\u00e9c\u00e9dentes. Et m\u00eame si tout cela s’est produit dans un r\u00e9gime pr\u00e9-thermique, selon ZME Science, il s’agit n\u00e9anmoins d’un grand pas en avant vers la cr\u00e9ation potentielle d’un ordinateur quantique plus stable qui pourrait enfin d\u00e9bloquer l’avenir qui semble toujours \u00eatre \u00e0 une d\u00e9cennie.<\/p>\n D\u00e9but 2017, les scientifiques ont commenc\u00e9 \u00e0 \u00e9tudier un nouveau type de mati\u00e8re: les cristaux temporels.<\/strong>\u00a0<\/span>Les cristaux sont des structures dans lesquelles le motif des atomes ou des mol\u00e9cules se r\u00e9p\u00e8te dans l’espace. Deux groupes de chercheurs ont d\u00e9couvert que des motifs r\u00e9p\u00e9titifs dans les cristaux peuvent persister dans le temps. Ces \u00abcristaux temporels\u00bb, d\u00e9taill\u00e9s dans un nouvel article de Physical Review Letter, repr\u00e9sentent un tout nouveau type de mati\u00e8re qui ne pourra jamais atteindre l\u2019\u00e9quilibre.<\/p>\n Pour cr\u00e9er des cristaux temporels, des chercheurs de l’Universit\u00e9 du Maryland ont encha\u00een\u00e9 10 atomes d’ytterbium et les ont frapp\u00e9s \u00e0 plusieurs reprises avec deux lasers pour les maintenir hors d’\u00e9quilibre. Bien que les atomes soient dispos\u00e9s dans un certain ordre, ils n’ont pas pu atteindre l’\u00e9quilibre, ce qui signifie que les cristaux sont constamment en mouvement, bien qu’ils ne contiennent aucune \u00e9nergie. Presque toute la physique est bas\u00e9e sur l\u2019\u00e9tude de la mati\u00e8re en \u00e9quilibre, donc la capacit\u00e9 \u00e0 cr\u00e9er ces cristaux hors d\u2019\u00e9quilibre est d\u2019une grande importance pour l\u2019avenir de la physique.<\/p>\n \u00abC’est une nouvelle phase de la mati\u00e8re, point final, mais c’est aussi tr\u00e8s cool parce que c’est l’un des premiers exemples de mati\u00e8re hors \u00e9quilibre\u00bb, a-t-il d\u00e9clar\u00e9 \u00e0 EurekaAlert ! chercheur principal Norman Yao de l’Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkeley.<\/p>\n L\u2019id\u00e9e des cristaux temporels \u2013 une forme de mati\u00e8re qui semble se d\u00e9placer m\u00eame dans son \u00e9tat fondamental sans \u00e9nergie \u2013 a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e pour la premi\u00e8re fois par le physicien th\u00e9oricien Frank Wilczek, laur\u00e9at du prix Nobel, en 2012. Normalement, si la mati\u00e8re est dans son \u00e9tat fondamental, le mouvement devrait \u00eatre impossible car elle ne contient pas d\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n Les chercheurs disent que les cristaux temporels ressemblent \u00e0 de la gel\u00e9e. Quand on tape sur la gel\u00e9e, elle tremble. La seule diff\u00e9rence est que les cristaux tremblent sans utiliser d’\u00e9nergie, sans aucun contact. Par d\u00e9finition, les cristaux temporels ne peuvent jamais cesser d\u2019osciller, quelle que soit la quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie qu\u2019ils contiennent.<\/p>\n En 2020, pour la premi\u00e8re fois dans l\u2019histoire, des scientifiques ont enregistr\u00e9 l\u2019interaction des cristaux temporels.<\/strong><\/span>\u00a0Les cristaux temporels sont une forme de mati\u00e8re compl\u00e8tement nouvelle dans laquelle les particules se d\u00e9placent pour toujours et ne perdent pas d’\u00e9nergie. Les cristaux temporels en interaction ont transmis des magnons dans les deux sens et sont rest\u00e9s stables.<\/p>\n Pour la premi\u00e8re fois, des scientifiques ont observ\u00e9 l\u2019interaction d\u2019une forme rare et myst\u00e9rieuse de mati\u00e8re appel\u00e9e cristaux de temps. \u00c0 premi\u00e8re vue, les cristaux ressemblent \u00e0 des cristaux \u00abordinaires\u00bb, mais ils ont un lien avec le temps qui intrigue et intrigue les scientifiques en raison de leur impr\u00e9visibilit\u00e9. Les experts affirment d\u00e9sormais qu\u2019ils pourraient trouver des applications dans l\u2019informatique quantique.<\/p>\n Ce n’est que dans les ann\u00e9es 2010 que les scientifiques ont commenc\u00e9 \u00e0 th\u00e9oriser sur l’existence de cristaux temporels, en faisant un \u00e9tat de la mati\u00e8re \u00e9quivalent au soi-disant chocolat rubis. En 2015, les chercheurs avaient cartographi\u00e9 les diff\u00e9rentes mani\u00e8res dont les cristaux temporels, collectivement appel\u00e9s une \u00abforme de mati\u00e8re hors \u00e9quilibre\u00bb, pourraient exister: \u00abL’\u00e9quipe a \u00e9tudi\u00e9 ce qui se passe lorsque certains syst\u00e8mes quantiques isol\u00e9s, constitu\u00e9s d’un m\u00e9lange de particules en interaction, sont expos\u00e9s de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9t\u00e9e \u00e0 un laser. Contrairement \u00e0 la physique conventionnelle, qui pr\u00e9voyait que le chaos \u00e9claterait d\u00e8s que les syst\u00e8mes se r\u00e9chaufferaient, les calculs de l’\u00e9quipe de Princeton ont montr\u00e9 que dans certaines conditions, les particules se colleraient les unes aux autres, formant une phase de mati\u00e8re aux propri\u00e9t\u00e9s jusqu’alors in\u00e9dites.<\/p>\n Les chercheurs affirment d\u00e9sormais avoir bris\u00e9 deux cristaux temporels pour voir ce qui se passe ensuite. \u00abNos r\u00e9sultats montrent que les cristaux de temps ob\u00e9issent \u00e0 la dynamique g\u00e9n\u00e9rale de la m\u00e9canique quantique et offrent une base pour une \u00e9tude plus approfondie des propri\u00e9t\u00e9s fondamentales de ces phases, ouvrant la voie \u00e0 des applications possibles dans des domaines \u00e9mergents tels que le traitement de l’information quantique\u00bb, expliquent-ils dans le nouvel article.<\/p>\n Dans leurs exp\u00e9riences, ils ont plac\u00e9 deux cristaux temporels contenant des magnons superfluides et mixtes entre eux. Les magnons sont des quasiparticules magn\u00e9tiques qui, dans ce cas, ont conduit \u00e0 des \u00aboscillations antiphas\u00e9es\u00bb, tandis que les cristaux eux-m\u00eames sont rest\u00e9s stables en phase. Ce qui est cool (et litt\u00e9ralement super cool), c’est la fa\u00e7on dont la mati\u00e8re agit de mani\u00e8re pr\u00e9visible, en m\u00e9canique quantique, malgr\u00e9 la qualit\u00e9 centrale des mod\u00e8les sauvages de fluctuations au fil du temps.<\/p>\n\n \u00abPersonne n’a jamais observ\u00e9 deux cristaux temporels dans le m\u00eame syst\u00e8me auparavant, et encore moins les a vus interagir\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 l’auteur principal Samuli Auti de l’Universit\u00e9 de Lancaster dans un communiqu\u00e9. \u00abLes interactions contr\u00f4l\u00e9es sont le premier souhait de quiconque souhaite utiliser un cristal temporel pour des applications pratiques telles que le traitement de l’information quantique.\u00bb<\/p>\n Sans cette d\u00e9couverte cl\u00e9, les gens n\u2019auraient probablement jamais pu envisager l\u2019id\u00e9e qu\u2019un cristal temporel puisse faire partie d\u2019un syst\u00e8me con\u00e7u \u00e0 cet effet.<\/p>\n Quelle est cette \u00e9trange vibration qui distingue ces cristaux? Il existe un mouvement interne qui semble violer l\u2019une des lois fondamentales de la physique, \u00e0 savoir que les particules en mouvement continuent de bouger et ne semblent jamais perdre d\u2019\u00e9nergie. D\u2019o\u00f9 vient l\u2019\u00e9nergie initiale et pourquoi n\u2019est-elle jamais dissip\u00e9e? Dans un sens, \u00e9tudier la fa\u00e7on dont les cristaux interagissent rend la question plus myst\u00e9rieuse car cela r\u00e9duit certains param\u00e8tres. Les cristaux se comportent normalement de certaines autres mani\u00e8res, ce qui signifie que quelle que soit la source d’\u00e9nergie ou le ph\u00e9nom\u00e8ne, il reste un tout.<\/p>\n D\u00e9but 2024, des scientifiques ont construit un cristal temporel qui durait 40 minutes.<\/strong><\/span>\u00a0Les cristaux de temps sont un domaine relativement nouveau de la physique qui pr\u00e9sente des propri\u00e9t\u00e9s remarquables: ils s’organisent selon des motifs r\u00e9p\u00e9titifs, comme des cristaux, mais dans le temps plut\u00f4t que dans l’espace.<\/p>\n Bien que les scientifiques aient cr\u00e9\u00e9 de nombreux cristaux de temps discrets, un seul groupe a r\u00e9ussi \u00e0 cr\u00e9er un cristal de temps continu, et seulement pour quelques millisecondes.<\/p>\n Des scientifiques de l’Universit\u00e9 technique de Dortmund ont d\u00e9sormais cr\u00e9\u00e9 un mod\u00e8le qui a fonctionn\u00e9 10 millions de fois plus longtemps, soit environ 40 minutes.<\/p>\n Alors que les atomes des cristaux ordinaires de tous les jours sont dispos\u00e9s selon un motif r\u00e9p\u00e9titif dans l’espace, les cristaux temporels sont \u00e9galement dispos\u00e9s selon un motif r\u00e9p\u00e9titif dans le temps – essentiellement, ce sont des cristaux qui existent dans une dimension au-del\u00e0 de notre perception tridimensionnelle typique. \u00abC’est une fa\u00e7on d’avoir le beurre et l’argent du beurre\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 le laur\u00e9at am\u00e9ricain du prix Nobel Frank Wilczek, qui a \u00e9t\u00e9 le premier \u00e0 concevoir les cristaux temporels en 2012.<\/p>\n Les cristaux temporels sont cr\u00e9\u00e9s de la m\u00eame mani\u00e8re que de nombreuses choses en physique avanc\u00e9e : en utilisant des atomes surfondus (c’est-\u00e0-dire des condensats de Bose-Einstein) et des lasers. Bien que cette nouvelle phase passionnante de la mati\u00e8re puisse avoir des applications r\u00e9volutionnaires dans le monde de l\u2019informatique quantique, elles ont tendance \u00e0 ne pas durer longtemps. Par exemple, en 2022, des scientifiques de l\u2019Universit\u00e9 de Hambourg ont observ\u00e9 un cristal de temps continu, mais celui-ci ne durait que quelques millisecondes.<\/p>\n Des chercheurs de l’Universit\u00e9 technique de Dortmund ont d\u00e9sormais cr\u00e9\u00e9 un cristal de temps continu qui a dur\u00e9 10 millions de fois plus longtemps, soit environ 40 minutes. Pour reprendre les propres mots de Wilczek, c\u2019est beaucoup.<\/p>\n Pour cr\u00e9er ce cristal temporel, le physicien Alex Greulich de l’Universit\u00e9 technique de Dortmund et son \u00e9quipe ont cr\u00e9\u00e9 un cristal d’ars\u00e9niure d’indium et de gallium dop\u00e9 au silicium (alias un semi-conducteur). Dans ce cristal, les spins nucl\u00e9aires \u00abagissent comme un r\u00e9servoir pour un cristal temporel\u00bb, selon un communiqu\u00e9 de presse universitaire. Apr\u00e8s refroidissement \u00e0 6 Kelvin et exposition \u00e0 un laser, un spin nucl\u00e9aire se forme suite \u00e0 l’interaction du laser avec des \u00e9lectrons faiblement retenus.<\/p>\n La polarisation du spin nucl\u00e9aire cr\u00e9e alors des oscillations rappelant un cristal temporel. Et ce qui est \u00e9tonnant, c’est que ces oscillations r\u00e9p\u00e9t\u00e9es ont dur\u00e9 40 minutes, soit un ordre de grandeur plus long que n’importe quel cristal \u00e0 temps continu ayant jamais exist\u00e9 auparavant. Les r\u00e9sultats de cette \u00e9tude ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9s fin janvier 2024 dans la revue Nature.<\/p>\n Bien que 40 minutes constituent d\u00e9j\u00e0 un exploit, cela n’est peut-\u00eatre que le d\u00e9but de la dur\u00e9e de vie des cristaux. Selon ScienceAlert, ce cristal n’a montr\u00e9 aucun signe de d\u00e9composition apr\u00e8s 40 minutes, ce qui signifie que les cristaux du futur pourraient durer des heures, voire plus.<\/p>\n Ces cristaux peuvent-ils nous aider \u00e0 voyager dans le temps?<\/strong>\u00a0<\/span>Pour avoir une id\u00e9e de ce que sont les cristaux temporels, pensez aux flocons de neige ou aux rubis, des cristaux qui d\u00e9forment de mani\u00e8re all\u00e9chante la sym\u00e9trie spatiale. Contrairement \u00e0 l’espace vide parfaitement sym\u00e9trique, ces cristaux spatiaux ont des taches qui semblent diff\u00e9rentes des autres taches, comme leurs bords. De la m\u00eame mani\u00e8re, le cristal du temps viole la sym\u00e9trie du temps: ses atomes aiment se trouver \u00e0 diff\u00e9rents points de l\u2019espace \u00e0 diff\u00e9rents moments du temps, changeant de direction, comme s\u2019ils \u00e9taient retourn\u00e9s par une force pulsatoire, \u00e9crit la publication Popular Mechanics.<\/p>\n De plus, les cristaux temporels peuvent se d\u00e9placer sans absorber d’\u00e9nergie car ils sont constitu\u00e9s d’ions pi\u00e9g\u00e9s – des m\u00e9langes de champs \u00e9lectriques ou magn\u00e9tiques qui peuvent pi\u00e9ger des particules charg\u00e9es, g\u00e9n\u00e9ralement dans un syst\u00e8me isol\u00e9 de l’environnement ext\u00e9rieur, avec la capacit\u00e9 de tourner sans rel\u00e2che, m\u00eame \u00e0 leur point d’\u00e9nergie le plus bas (le soi-disant \u00e9tat fondamental).<\/p>\n Vladimir Eltsov, physicien appliqu\u00e9 \u00e0 l\u2019universit\u00e9 d\u2019Aalto en Finlande, qui, avec le professeur Grigory Volovik et le doctorant Samuli Auti, a transform\u00e9 un quasicristal temporel en un cristal temporel \u00e0 part enti\u00e8re et superfluide en mai 2018, admire les vertus des cristaux temporels \u2013 m\u00eame s\u2019il ne croit pas (encore) en leur capacit\u00e9 \u00e0 nous transformer tous en Doc Browns en herbe.<\/p>\n Elstow pr\u00e9f\u00e8re plut\u00f4t r\u00e9fl\u00e9chir \u00e0 la mani\u00e8re dont les cristaux temporels pourraient nous faire progresser technologiquement. Par exemple, les cristaux temporels pourraient nous aider \u00e0 cr\u00e9er des d\u00e9tecteurs de champ magn\u00e9tique tr\u00e8s sensibles ou des composants pour ordinateurs quantiques. Et la foi d\u2019Elstow dans ces structures fascinantes est telle qu\u2019il croit qu\u2019elles peuvent devenir nos alli\u00e9es pour r\u00e9soudre les probl\u00e8mes les plus th\u00e9oriques et les plus intellectuels li\u00e9s aux lois fondamentales r\u00e9gissant l\u2019univers.<\/p>\n En 2012, le physicien th\u00e9oricien du MIT et laur\u00e9at du prix Nobel Frank Wilczek a \u00e9t\u00e9 le premier \u00e0 proposer que la p\u00e9riodicit\u00e9 (la propri\u00e9t\u00e9 d’appara\u00eetre dans l’espace \u00e0 des intervalles ordonn\u00e9s) des cristaux est \u00e9galement une question de temps; Wilczek a imagin\u00e9 le syst\u00e8me dans son \u00e9tat d\u2019\u00e9nergie le plus bas, capable de se figer dans l\u2019espace, comme un cristal ordinaire. Mais dans un moment de vive \u00e9motion, Patrick Bruno, de l’Installation europ\u00e9enne de rayonnement synchrotron de Grenoble, en France, puis quelques instants plus tard Haruki Watanabe, de l’Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkeley, et Masaki Oshikawa, de l’Universit\u00e9 de Tokyo, ont qualifi\u00e9 la proposition de Wilczek d’irr\u00e9alisable.<\/p>\n \u00abO\u00f9 sur Terre un syst\u00e8me dans son \u00e9tat fondamental peut-il trouver l\u2019\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour produire un mouvement p\u00e9riodique?\u00bb \u2014 ils ont aboy\u00e9. Selon Watanabe et Oshikawa, seul un syst\u00e8me perturb\u00e9 par son \u00e9tat d’\u00e9quilibre (son \u00e9tat stable) par une force motrice peut permettre d’obtenir un comportement cristallin p\u00e9riodique. C’est tout. La communaut\u00e9 scientifique a rapidement relanc\u00e9 le concept de \u00absyst\u00e8mes Floquet\u00bb ou syst\u00e8mes quantiques dans lesquels un certain type de force motrice conf\u00e8re au syst\u00e8me une p\u00e9riodicit\u00e9 (initialement comprise et calcul\u00e9e math\u00e9matiquement au 19e si\u00e8cle par le math\u00e9maticien Gaston Floquet).<\/p>\n\n En 2015, le physicien th\u00e9oricien Shivaji Sondhi et ses coll\u00e8gues de l\u2019Universit\u00e9 de Princeton ont publi\u00e9 un article d\u00e9crivant les bases th\u00e9oriques de l\u2019existence potentielle des cristaux temporels. \u00ab\u00c0 ce moment-l\u00e0, nous n\u2019avions pas sp\u00e9cifiquement en t\u00eate les cristaux temporels, mais plut\u00f4t les \u00e9tats de non-\u00e9quilibre de la mati\u00e8re\u00bb, explique Vedika Khemani, alors membre de l\u2019\u00e9quipe pionni\u00e8re de Princeton et aujourd\u2019hui physicienne de la mati\u00e8re condens\u00e9e \u00e0 l\u2019universit\u00e9 de Stanford. L\u2019\u00e9quipe a \u00e9tudi\u00e9 ce qui se passe lorsque certains syst\u00e8mes quantiques isol\u00e9s, constitu\u00e9s d\u2019un m\u00e9lange de particules en interaction, sont expos\u00e9s de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9t\u00e9e \u00e0 un laser.<\/p>\n Imaginez un pendule. Un pendule normal qui n\u2019est pas aliment\u00e9 par une batterie ou un autre g\u00e9n\u00e9rateur finira par succomber au frottement et ralentir. M\u00eame dans un pendule \u00abid\u00e9alis\u00e9\u00bb plac\u00e9 dans un environnement sans frottement \u2013 \u200b\u200bun vide \u2013 les interactions entre les nombreuses particules qui composent le pendule cr\u00e9eront des contraintes internes et rendront \u00e0 nouveau le pendule inerte. Un pendule encore plus id\u00e9alis\u00e9, compos\u00e9 d\u2019une seule particule, serait capable de se d\u00e9placer d\u2019avant en arri\u00e8re pour toujours, mais ce n\u2019est pas un cristal temporel unique. En revanche, le pendule de l\u2019\u00e9quipe de Princeton \u00e9tait un pendule dans lequel de nombreuses particules pouvaient continuer \u00e0 pulser ind\u00e9finiment, sans n\u00e9cessiter un apport constant d\u2019\u00e9nergie. C\u2019\u00e9tait un \u00e9tat de la mati\u00e8re compl\u00e8tement nouveau.<\/p>\n Bient\u00f4t, deux groupes d\u2019exp\u00e9rimentateurs ont commenc\u00e9 \u00e0 tenter de construire des cristaux temporels en laboratoire. Le premier, de l\u2019Universit\u00e9 de Harvard (o\u00f9 Hemani \u00e9tait \u00e9galement boursier), a exp\u00e9riment\u00e9 la cr\u00e9ation d\u2019un r\u00e9seau artificiel en diamant synth\u00e9tique. Le second, de l\u2019Universit\u00e9 du Maryland, utilisait une cha\u00eene de particules charg\u00e9es appel\u00e9es \u00abions ytterbium\u00bb.<\/p>\n Les universit\u00e9s prestigieuses comme Princeton, Harvard et l\u2019Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Berkeley ne sont pas les seules institutions \u00e0 se lancer \u00e0 corps perdu dans la recherche sur les cristaux temporels. M\u00eame l\u2019arm\u00e9e am\u00e9ricaine a consacr\u00e9 des ressources importantes \u00e0 la d\u00e9couverte des qualit\u00e9s myst\u00e9rieuses de ces structures conceptuellement \u00e9tonnantes.<\/p>\n Donc, si la recherche sur les cristaux temporels ne montre aucun signe d\u2019\u00e9puisement, peut-\u00eatre pourraient-ils finalement autoriser les voyages dans le temps?<\/p>\n \u00abNon\u00bb, r\u00e9pond Khemani sans d\u00e9tour. \u00abC\u2019est une phase de la mati\u00e8re compl\u00e8tement nouvelle, vraiment sp\u00e9ciale, vraiment exotique. Mais c’est tout.\u00a0\u00bb Et son point de vue est unanimement partag\u00e9 par tous les scientifiques que nous avons interrog\u00e9s, y compris Steven Haller, un physicien de l\u2019Universit\u00e9 Fordham qui exp\u00e9rimente avec des cristaux dans des syst\u00e8mes optiques.<\/p>\n \u00abLes cristaux temporels pourraient plut\u00f4t \u00eatre utilis\u00e9s comme m\u00e9moires quantiques\u00bb, explique Holler. La communication quantique, la transmission d\u2019informations \u00e0 l\u2019aide de bits quantiques, pourrait nous fournir un moyen tr\u00e8s s\u00e9curis\u00e9 de transmettre des informations d\u2019un endroit \u00e0 un autre, ce qui pourrait \u00eatre tr\u00e8s utile, par exemple, pour le secteur bancaire ou la s\u00e9curit\u00e9 nationale. Il semble que la force extr\u00eame des cristaux temporels dans des circonstances qui seraient autrement impossibles puisse \u00e9galement d\u00e9tenir le secret de la coh\u00e9rence dans l’informatique quantique, fait \u00e9cho \u00e0 Eltsov.<\/p>\n Il faudra toutefois attendre au moins cinq ans avant que les syst\u00e8mes de communication quantique arrivent sur le march\u00e9 et commencent \u00e0 p\u00e9n\u00e9trer nos syst\u00e8mes commerciaux, explique Holler. Pendant ce temps, les scientifiques comme Hemani restent prudents quant \u00e0 toute la conversation autour de la communication quantique.<\/p>\n Mais est-ce vraiment si mal \u2013 et au-del\u00e0 du domaine du possible scientifique \u2013 que nous voulions encore d\u00e9former le temps autrement qu\u2019au moyen de cristaux temporels?<\/p>\n Voici la bonne nouvelle: \u00abLe voyage dans le temps ne peut pas \u00eatre exclu en principe\u00bb, d\u00e9clare Eltsov.<\/p>\n Voici maintenant une nouvelle l\u00e9g\u00e8rement d\u00e9cevante: \u00abMais pour comprendre cela, il faudrait d\u2019\u00e9normes densit\u00e9s d\u2019\u00e9nergie que nous ne pouvons pas obtenir en laboratoire maintenant ou dans un avenir pr\u00e9visible.\u00bb<\/p>\n Pensez au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, l\u2019Organisation europ\u00e9enne pour la recherche nucl\u00e9aire. Le LHC, l’acc\u00e9l\u00e9rateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde, p\u00e8se plus de 38 000 tonnes, parcourt 27 kilom\u00e8tres dans un tunnel souterrain, avec des particules guid\u00e9es par des aimants supraconducteurs titanesques tournant follement autour de lui \u00e0 11 000 tours par seconde, et co\u00fbte environ 4,8 milliards de dollars. C’est vraiment, vraiment \u00e9norme \u2014 et nous avons encore besoin d’ordres de grandeur pour commencer \u00e0 \u00e9tudier le voyage dans le temps, dit Holler. Nous ne sommes tout simplement pas pr\u00eats.<\/p>\n \u00abC\u2019est compl\u00e8tement irr\u00e9alisable avec la technologie actuelle\u00bb, d\u00e9clare Kurt von Keyserlingk, physicien th\u00e9oricien \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Birmingham qui a men\u00e9 des travaux th\u00e9oriques suppl\u00e9mentaires avec Khemani et Szondi sur les cristaux temporels en 2016. \u00abMais cela ne veut pas dire que c’est impossible\u00bb, ajoute-t-il rapidement, nous incitant \u00e0 examiner les travaux du physicien Kip S. Thorne.<\/p>\n En 2017, Thorne a re\u00e7u le prix Nobel de physique avec Rainer Weiss et Barry K. Barish pour la premi\u00e8re d\u00e9tection d’une onde gravitationnelle. Thorne est surtout connu dans le monde impitoyable de la physique comme un cr\u00e9ateur d\u2019id\u00e9es proches de la science-fiction. C’est lui qui a conseill\u00e9 au cosmologiste et \u00e9crivain Carl Sagan d’utiliser un hypoth\u00e9tique trou de ver traversable reliant deux p\u00e9riodes temporelles pour transporter Jodie Foster \u00e0 travers l’univers dans Contact, le film de 1997 bas\u00e9 sur le roman de Sagan de 1985. Il a \u00e9galement aid\u00e9 \u00e0 cr\u00e9er le trou noir pour Interstellar et a d\u00e9clar\u00e9 que les trous de ver pourraient \u00eatre utilis\u00e9s pour les voyages dans l’espace et dans le temps.<\/p>\n Thorne a propos\u00e9 des explications \u00e0 plusieurs \u00e9nigmes logiques concernant le voyage dans le temps, notamment le paradoxe de remonter le temps \u00e0 travers un trou de ver et de tuer accidentellement son grand-p\u00e8re, se tuant ainsi lui-m\u00eame. (Comment pouvez-vous exister si votre p\u00e8re n’existe pas parce que le sperme responsable de sa conception a \u00e9t\u00e9 d\u00e9truit… par vous?) En 1991, Thorne a fait quelques calculs et a d\u00e9couvert que de tels paradoxes ne peuvent pas survenir, mais sont plut\u00f4t remplac\u00e9s par un nombre infini d’autres r\u00e9sultats potentiels. (Vous pouvez remonter le temps et vous en prendre \u00e0 votre grand-p\u00e8re autant que vous le souhaitez, mais il n’y a aucun moyen de le tuer, sinon vous n’auriez pas exist\u00e9 pour le tuer en premier lieu.)<\/p>\n Il y a ensuite l\u2019hypoth\u00e8se des mondes multiples, qui pourrait r\u00e9soudre certaines des implications du retour en arri\u00e8re et de la modification du futur. Cette hypoth\u00e8se sugg\u00e8re que nous vivons dans une quasi-infinit\u00e9 d\u2019univers qui ont les m\u00eames lois et valeurs physiques, mais qui existent dans des \u00e9tats diff\u00e9rents et sont organis\u00e9s de telle mani\u00e8re qu\u2019aucune information ne peut \u00eatre transf\u00e9r\u00e9e entre eux. Essentiellement, \u00e0 chaque d\u00e9cision que nous prenons, l\u2019univers se divise en plusieurs r\u00e9alit\u00e9s, et nous sommes compl\u00e8tement inconscients des sc\u00e9narios alternatifs que vivent nos copies exactes dans d\u2019autres univers.<\/p>\n \u00abR\u00e9soudre les probl\u00e8mes les plus difficiles de la physique n\u00e9cessite d\u2019abandonner bon nombre de nos id\u00e9es re\u00e7ues\u2026 Selon la th\u00e9orie du multivers, le voyage dans le temps nous m\u00e8nerait vers l\u2019un de ces autres univers. Il ne s\u2019agirait donc pas n\u00e9cessairement d\u2019un chemin lin\u00e9aire aller-retour pour nous, mais d\u2019une transition entre des univers\u00bb, explique Holler. \u00abJe n\u2019y crois pas totalement, mais il y a beaucoup de gens intelligents qui y travaillent et ils semblent penser que c\u2019est tr\u00e8s, tr\u00e8s faisable\u00bb, poursuit-il.<\/p>\n Mais la th\u00e9orie incroyablement attrayante du multivers n’a aucune preuve sous forme de calculs fiables, explique von Keyserlingk. Pour lui, le probl\u00e8me avec l\u2019interpr\u00e9tation des mondes multiples et le voyage dans le temps n\u2019est pas qu\u2019ils sont n\u00e9cessairement de la fiction, mais que nous manquons actuellement d\u2019outils math\u00e9matiques et m\u00eame d\u2019id\u00e9es philosophiques pour discuter de ces choses. Ils se situent \u00e0 l\u2019extr\u00e9mit\u00e9 la plus th\u00e9orique de la physique, dit-il: des choses sur lesquelles nous ne pouvons que sp\u00e9culer, tandis que la science n\u2019est au mieux qu\u2019une \u00abconjecture \u00e9clair\u00e9e\u00bb.<\/p>\n \u00abIl arrive parfois que la nature nous pose des questions que personne n\u2019a encore r\u00e9solues\u00bb, explique von Keyserlingk. \u00abL\u2019un des probl\u00e8mes est que nous avons une id\u00e9e assez fixe de ce que sont l\u2019espace et le temps. \u00abR\u00e9soudre les probl\u00e8mes les plus difficiles de la physique n\u00e9cessite d\u2019abandonner bon nombre de nos id\u00e9es re\u00e7ues.\u00bb<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Les perspectives \u00e0 long terme d\u2019une informatique quantique fiable sont difficiles \u00e0 surestimer. Leur potentiel \u00e0 gu\u00e9rir des maladies, \u00e0 cr\u00e9er des avanc\u00e9es mat\u00e9rielles indispensables et \u00e0 r\u00e9soudre m\u00eame de gros probl\u00e8mes comme le changement climatique n\u2019est pas une simple vantardise technologique, c\u2019est une r\u00e9elle possibilit\u00e9. Les cristaux temporels sont une forme de mati\u00e8re compl\u00e8tement nouvelle dans laquelle les particules se d\u00e9placent pour…<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya220225.jpg\")
\nAlex Greilich\/TU Dortmund<\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya2202253.jpg\")
\nUn cristal temporel est un \u00e9tat exotique de la mati\u00e8re qui combine la rigidit\u00e9 d’un cristal normal avec un rythme r\u00e9gulier dans le temps. Magazine Popular Mechanics<\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya2202255.jpg\")
\nDes physiciens de l\u2019Universit\u00e9 du Maryland ont cr\u00e9\u00e9 le premier cristal utilisant une cha\u00eene unidimensionnelle d\u2019ions ytterbium. Magazine Popular Mechanics<\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya2202251.jpg\")
\nLaboratoire. Universit\u00e9 Aalto\/Mikko Raskinen<\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya2202256.jpg\")
<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya2202254.jpg\")
\nLe professeur Grigory Volovik (\u00e0 gauche) et Vladimir Eltsov (\u00e0 droite) discutent des cristaux temporels. Ils viennent de mesurer le signal du cristal temporel (visible sur l’\u00e9cran de l’ordinateur derri\u00e8re la main d’Eltsov). Magazine Popular Mechanics<\/em><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/artemiada\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/vremya2202252.jpg\")
\nUne \u00e9tudiante de l’Universit\u00e9 Fordham (Jeda Mackayla Mendoza) ajuste un laser dans un laboratoire. \u00abIl n’y a pas de cristaux (de temps ou quoi que ce soit) dans cette image, et nous utilisons uniquement des cristaux comme moyen de modifier la longueur d’onde de la source lumineuse, mais les lasers sont toujours froids\u00bb, explique Stephen Holler, physicien \u00e0 Fordham. Magazine Popular Mechanics<\/em><\/p>\n