Des physiciens de l’université d’Innsbruck en Autriche viennent de faire un bond en avant pour les technologies quantiques. Leur exploit ? Créer un état quantique, baptisé « chat de Schrödinger« , dans un environnement bien plus chaud que ce qu’on imaginait possible jusque là. Cette avancée bouscule les idées préconçues et ouvre la porte à de nouvelles innovations dans le domaine quantique.
Une meilleure compréhension des phénomènes quantiques
Autrefois, pour observer les phénomènes quantiques, il fallait obligatoirement des conditions qui frôlent le zéro absolu (-273,15 °C). C’est dans ces ambiances glaciales que les lois de la mécanique quantique se dévoilaient sans interférence due à la chaleur. Mais l’équipe autrichienne a réussi à obtenir un état quantique à 1,8 kelvin (soit environ -271,3 °C), prouvant que ces états peuvent apparaître même quand les températures sont un peu plus clémentes.
Ce résultat repose sur le fameux concept du « chat de Schrödinger », imaginé par Erwin Schrödinger en 1935. Dans cette expérience de pensée, le chat se trouve simultanément dans un état de vie et de mort tant qu’on ne regarde pas, illustrant ainsi la superposition des états, une propriété fondamentale de la mécanique quantique.
Des techniques et méthodes novatrices
Pour arriver à ce résultat, les chercheurs se sont servis d’un qubit particulier, le « transmon », qui est intégré dans un résonateur micro-ondes supraconducteur. Ils ont mis en place deux protocoles de pointe : le ECD (Echoed Conditional Displacement) et le qcMAP (quantum-controlled Mapping). Le protocole ECD permet, grâce à une manipulation précise (en corrigeant les déviations de trajectoire), de contrôler les états quantiques. Le qcMAP, quant à lui, permet de lier plusieurs qubits pour qu’un qubit modifie l’état d’un autre.
Ces méthodes représentent un grand pas en avant car elles ouvrent la possibilité d’explorer les états quantiques dans des environnements beaucoup moins exigeants. Jusqu’à présent, les ordinateurs quantiques devaient être installés dans des installations cryogéniques coûteuses pour garantir les ultra-basses températures nécessaires au fonctionnement des qubits.
Des perspectives enthousiasmantes pour les technologies quantiques
Jusqu’ici, la chaleur était vue comme l’ennemi des états quantiques. Or, cette découverte remet en question cette idée. Faire fonctionner des systèmes quantiques dans des environnements moins extrêmes pourrait permettre de réduire sensiblement les dépenses liées aux installations nécessaires pour exploiter la puissance des ordinateurs quantiques.
Les applications envisagées sont nombreuses :
- résoudre des problèmes complexes inaccessibles aux ordinateurs classiques,
- modéliser des molécules sophistiquées ou encore
- garantir une cryptographie de très haute sécurité.
Par ailleurs, cette avancée pourrait aboutir à la création de puces quantiques plus robustes, rendant ainsi les technologies quantiques plus faciles à intégrer dans nos appareils quotidiens.
Vers une intégration progressive
Même si on n’en est pas encore à un ordinateur quantique qui tournerait à température ambiante, cette découverte fait figure de preuve de concept très intéressante. Le « chat de Schrödinger » à des températures supérieures n’est pas seulement une avancée symbolique, mais aussi technique, qui rapproche pas à pas les technologies quantiques d’un usage plus large.
