La communication quantique à l’origine du prix Nobel de physique 2022

Après l’attribution du prix Nobel de médecine à Svante Pääbo pour ses découvertes sur les génomes d’hominidés disparus et l’évolution de l’homme, c’était aujourd’hui le tour du prix Nobel de physique, qui a été attribué à Alain Aspect, John F. Clauser et Anton Zeilinger « pour des expériences sur les photons intriqués, établissant la violation des inégalités de Bell et ouvrant la voie à la science de l’information quantique« .

L’annonce a eu lieu à 11h45 CEST, depuis l’Académie royale des sciences de Suède à Stockholm. Alors que ne faisaient pas partie des pools le prix a reçu le soutien de la communauté scientifique, qui considère qu’Aspect, Vlauser et Zeilinger sont effectivement dignes des 10 millions de couronnes suédoises (985 700 euros) dont le prix est doté.

Malheureusement, leurs noms ne s’ajoutent pas à la liste des femmes lauréates du prix Nobel de physique, où elles ne sont encore que quatre : Marie Curie, Maria Goeppert-Mayer, Donna Strickland et Andrea M. Ghez. Il y en a aussi d’autres, comme Jocelyn Bell, qui devraient figurer sur la liste, mais qui ne l’ont jamais fait. Mais c’est une autre histoire.

Pourquoi l’information quantique mérite-t-elle le prix Nobel de physique ?

Grâce aux découvertes des lauréats du prix Nobel de physique, on espère utiliser « les propriétés particulières des systèmes à particules uniques pour construire des ordinateurs quantiques, améliorer les mesures, construire des réseaux quantiques et établir des communications cryptées quantiques sécurisées. »

Ces études sont basées sur la recherche d’un phénomène connu sous le nom d’intrication quantique. Il s’agit d’un phénomène qui se produit lorsque deux particules partagent le même état quantique, quelle que soit la distance qui les sépare. C’est-à-dire qu’en connaissant l’état de l’un, on peut automatiquement connaître l’état de l’autre. Et c’est très utile, car cela nous permet de trouver de nouvelles façons de stocker, de transférer et de traiter les informations.

Il s’agit d’une question qui doit encore faire l’objet de nombreuses recherches. Mais elle peut être étudiée grâce aux travaux de chacun des trois lauréats du prix Nobel de physique.

D’un côté, nous avons John Clauser, qui a construit un appareil qui émettait deux photons intriqués à la fois, chacun étant dirigé vers un filtre qui testait leur polarisation. Les résultats étaient en accord avec les prédictions de la mécanique quantique.

En revanche, Alain Aspect a réussi à « modifier la configuration de la mesure après qu’une paire intriquée a quitté sa source ». Ainsi, la configuration qui existait au moment de leur émission ne pouvait pas affecter le résultat.

Enfin, Anton Zeilinger a démontré un phénomène appelé téléportation quantique. Il permet de déplacer un état quantique d’une particule à une autre à distance. Et c’est très intéressant, car cela pourrait permettre la création de réseaux d’ordinateurs quantiques capables de transmettre des informations à des vitesses ultrarapides.