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L’innovation quantique : la promesse d’une nouvelle ère technologique
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L’innovation quantique : la promesse d’une nouvelle ère technologique

Les technologies quantiques, objet d’un rapport qui doit orienter la stratégie française pour investir dans ce domaine, utilisent des propriétés surprenantes de la matière à l’échelle de l’infiniment petit, promettant une révolution du calcul et du traitement de l’information. Mais des obstacles restent à lever avant d’arriver à les maîtriser pleinement.

Qu’est-ce que la mécanique quantique ?

La physique quantique, différente de la physique classique, est un outil de description de la matière à l’échelle microscopique. Elle est apparue au début du XXe siècle, lorsqu’on a voulu clarifier la nature réelle de la lumière : était-elle onde ou particule ?

Reprenant les théories du physicien Max Planck – qui avait introduit la notion de « quanta » pour désigner des particules d’énergie – Albert Einstein révolutionnait le monde, en expliquant que la lumière était à la fois une onde et une particule.

La mécanique quantique repose sur cette dualité, selon laquelle un objet peut se retrouver dans plusieurs états à la fois. Le physicien Erwin Schrödinger avait imaginé un chat enfermé dans une boîte avec une fiole de poison qui serait mort et vivant en même temps – expérience totalement théorique illustrant la difficulté à saisir cette discipline contre-intuitive, à la réputation ardue.

Si cet « à la fois » peut difficilement se généraliser au niveau macroscopique, au niveau de l’infiniment petit, c’est bien une réalité. « Dès qu’on miniaturise les choses, on est obligés de prendre en compte la mécanique quantique », explique à l’AFP Daniel Hennequin, chercheur au CNRS.

Selon cette mécanique, un objet peut se retrouver dans plusieurs états en même temps, qui peuvent se superposer. C’est le cas des qubits, brique de base de l’informatique quantique : contrairement aux bits classiques, qui n’ont que deux états possibles (0 ou 1), les qubits ont une infinité d’états possibles. En arrivant à les superposer, puis les intriquer entre eux (lier les uns aux autres), il est possible de réaliser plusieurs calculs à la fois.

Quelles sont ses applications ?

GPS, transistors, laser, disques durs… les applications issues de la théorie quantique sont multiples. « Ce sont les composants de base de l’ère numérique », explique une note de la Fondation Mines-Télécom. Les évolutions sont apparues progressivement, découlant de « l’exploitation de cette nouvelle compréhension de l’infiniment petit », souligne Daniel Hennequin : le transistor utilise par exemple les effets quantiques des électrons, le laser ceux des photons.

Aujourd’hui, la révolution la plus attendue est l’ordinateur quantique universel, Graal de l’informatique. Il serait capable de traiter des masses de données gigantesques, et réaliserait des opérations dépassant l’imagination, à l’instar de celle de Google qui dit avoir réussi un calcul en trois minutes là où supercalculateur classique aurait mis… 10 000 ans.

L’ordinateur quantique permettrait ainsi de résoudre des problèmes aujourd’hui trop complexes pour les machines classiques, qui deviendraient obsolètes. Une rupture majeure serait d’arriver à faire tourner l’algorithme de Shor, capable de casser le système de chiffrement qui sécurise nos transactions.

D’autres innovations sont aussi très attendues dans le secteurs des communications, où la cryptographie quantique (déjà utilisée par certaines banques) permet un encodage ultra-sécurisé, voire inviolable.  

Enfin, les capteurs quantiques, ultra-sensibles, permettraient des mesures extrêmement précises, comme celle de la gravité dans l’espace.

Quels sont les freins ?

Ces technologies se heurtent à un obstacle physique appelé décohérence, qui fait disparaître les propriétés quantiques au contact du monde extérieur. Pour manipuler des qubits, il faut ainsi choisir des atomes froids, pour éviter qu’ils bougent, et les isoler.

Mais plus il y a de qubits, plus ils perdent leurs capacités, et on n’arrive pas actuellement à en intriquer plus d’une cinquantaine. Or pour faire tourner l’algorithme de Shor par exemple, il en faudrait des milliers. L’ordinateur quantique universel n’est donc pas pour demain.

Mais, comme le souligne le rapport de la députée Paula Forteza, il existe un système hybride associant quantique et ordinateur classique qui, lui, pourrait être prêt d’ici quelques années.

La décohérence freine également les innovations dans la communication spatiale, où, par voie hertzienne, les nombreuses interactions empêchent une continuité quantique, générant des pertes de transmission.


Source : Universcience

L’innovation quantique : la promesse d’une nouvelle ère technologique Actualités

L’innovation quantique : la promesse d’une nouvelle ère technologique

Les technologies quantiques, objet d’un rapport qui doit orienter la stratégie française pour investir dans ce domaine, utilisent des propriétés surprenantes de la matière à l’échelle de l’infiniment petit, promettant une révolution du calcul et du traitement de l’information. Mais des obstacles restent à lever avant d’arriver à les maîtriser pleinement.

Qu’est-ce que la mécanique quantique ?

La physique quantique, différente de la physique classique, est un outil de description de la matière à l’échelle microscopique. Elle est apparue au début du XXe siècle, lorsqu’on a voulu clarifier la nature réelle de la lumière : était-elle onde ou particule ?

Reprenant les théories du physicien Max Planck – qui avait introduit la notion de « quanta » pour désigner des particules d’énergie – Albert Einstein révolutionnait le monde, en expliquant que la lumière était à la fois une onde et une particule.

La mécanique quantique repose sur cette dualité, selon laquelle un objet peut se retrouver dans plusieurs états à la fois. Le physicien Erwin Schrödinger avait imaginé un chat enfermé dans une boîte avec une fiole de poison qui serait mort et vivant en même temps – expérience totalement théorique illustrant la difficulté à saisir cette discipline contre-intuitive, à la réputation ardue.

Si cet « à la fois » peut difficilement se généraliser au niveau macroscopique, au niveau de l’infiniment petit, c’est bien une réalité. « Dès qu’on miniaturise les choses, on est obligés de prendre en compte la mécanique quantique », explique à l’AFP Daniel Hennequin, chercheur au CNRS.

Selon cette mécanique, un objet peut se retrouver dans plusieurs états en même temps, qui peuvent se superposer. C’est le cas des qubits, brique de base de l’informatique quantique : contrairement aux bits classiques, qui n’ont que deux états possibles (0 ou 1), les qubits ont une infinité d’états possibles. En arrivant à les superposer, puis les intriquer entre eux (lier les uns aux autres), il est possible de réaliser plusieurs calculs à la fois.

Quelles sont ses applications ?

GPS, transistors, laser, disques durs… les applications issues de la théorie quantique sont multiples. « Ce sont les composants de base de l’ère numérique », explique une note de la Fondation Mines-Télécom. Les évolutions sont apparues progressivement, découlant de « l’exploitation de cette nouvelle compréhension de l’infiniment petit », souligne Daniel Hennequin : le transistor utilise par exemple les effets quantiques des électrons, le laser ceux des photons.

Aujourd’hui, la révolution la plus attendue est l’ordinateur quantique universel, Graal de l’informatique. Il serait capable de traiter des masses de données gigantesques, et réaliserait des opérations dépassant l’imagination, à l’instar de celle de Google qui dit avoir réussi un calcul en trois minutes là où supercalculateur classique aurait mis… 10 000 ans.

L’ordinateur quantique permettrait ainsi de résoudre des problèmes aujourd’hui trop complexes pour les machines classiques, qui deviendraient obsolètes. Une rupture majeure serait d’arriver à faire tourner l’algorithme de Shor, capable de casser le système de chiffrement qui sécurise nos transactions.

D’autres innovations sont aussi très attendues dans le secteurs des communications, où la cryptographie quantique (déjà utilisée par certaines banques) permet un encodage ultra-sécurisé, voire inviolable.  

Enfin, les capteurs quantiques, ultra-sensibles, permettraient des mesures extrêmement précises, comme celle de la gravité dans l’espace.

Quels sont les freins ?

Ces technologies se heurtent à un obstacle physique appelé décohérence, qui fait disparaître les propriétés quantiques au contact du monde extérieur. Pour manipuler des qubits, il faut ainsi choisir des atomes froids, pour éviter qu’ils bougent, et les isoler.

Mais plus il y a de qubits, plus ils perdent leurs capacités, et on n’arrive pas actuellement à en intriquer plus d’une cinquantaine. Or pour faire tourner l’algorithme de Shor par exemple, il en faudrait des milliers. L’ordinateur quantique universel n’est donc pas pour demain.

Mais, comme le souligne le rapport de la députée Paula Forteza, il existe un système hybride associant quantique et ordinateur classique qui, lui, pourrait être prêt d’ici quelques années.

La décohérence freine également les innovations dans la communication spatiale, où, par voie hertzienne, les nombreuses interactions empêchent une continuité quantique, générant des pertes de transmission.


Source : Universcience

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

01 - Ain

Du 30  août au 13 septembre

CONCERTS
"LES MUSICALES DU PARC DES OISEAUX"

Des artistes engagés en faveur de la protection de l’environnement et des musiciens de légende viendront fêter les 50 ans du Parc des Oiseaux.
Paul Personne - Zazie - Paolo Comte - Daniel Guichard - Vitaa & Slimane - The Dire Straits Expérience - Ibrahim Maalouf - Maxime Le Forestier - Yannick Noah - Louis Bertignac - Gauvin Sers - La Rue Ketanou.

Parc des Oiseaux
01330 Villars Les Dombes
04 74 98 05 54
www.parcdesoiseaux.com


09 - Ariège

Le 15 février

"FABRIQUE TA FLÈCHE ET TON PROPULSEUR ! "

Au coin du feu, vous vous transformerez en chasseur préhistorique ! Vous fabriquerezune flèche et un propulseur en bois avec les moyens disponibles au néolithique… Le tout se terminera par un bon goûter de chez nous !
Le samedi 15 février 2020 de 14h à 17h30. Sur inscription. 8,50 €/adulte – 7 €/enfant.

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


Le 22 février

BALLADE EN RAQUETTE
"À LA DÉCOUVERTE DES TRACES DANS LA NEIGE..."

Venez découvrir la neige autrement. Vous apprendrez à lire la neige, à fabriquer un abri, à allumer un feu dans la neige ou interpréter des traces sur la neige...(Pique-nique tiré du sac).
Le samedi 22 février de 10h à 17h30. Sur inscription. 30 €/adulte & 25 €/enfant à partir de 12 ans. Location de raquettes : 5 €/personne.

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


11 - Aude

Le 26 janvier

"L'UNIVERS DES POTIERS"

Plongez dans l'univers des potiers lors d'une visite guidée au musée. Tarif : 5 € / 3 €

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


13 - Bouches du Rhône

Du 11 au 19 juin

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


22 - Côtes d'Armor

Du 15 décembre au 15 mars

EXPOSITION
"FRONDAISONS"
La fabrique d’un maquis de l’Argoat

Le pôle de l'Étang-Neuf présente l'oeuvre de Sophie Zénon, "Frondaisons", la fabrique de l'image d'un maquis de l'Argoat, une exposition de photographies et de vidéos.

Pôle de l'Étang-Neuf
22480 Saint-Connan
02 96 47 17 66
www.etangneufbretagne.com


25 - Doubs

Du 15 février au 3 mai 2020

EXPOSITION
"GEORGES FESSY ET LA PHOTOGRAPHIE"

Exposition en coproduction avec le Familistère de Guise. Georges Fessy et la photographie est une rétrospective présentée à travers plus d’une centaine de photographies qui traduit la diversité d’une vie de photographe : paysages, portraits, natures mortes, objets d’art, vues d’architectures.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
www.salineroyale.com


30 - Gard

Jusqu'au 8 mars

EXPOSITION
« FEU », l’expo brûlante de la rentrée au Pont du Gard

FEU conçue par Universcience qui propose d’explorer la thématique de la maîtrise du feu par l’humain. Accessible dès 9 ans, cette exposition rassemble des installations audiovisuelles, des dispositifs multimédia et des expériences interactives ainsi que de nombreux objets visant à enrichir la connaissance des visiteurs et à déconstruire les idées reçues.

Site du Pont du Gard
La Bégude
400 route du Pont du Gard
30210 Vers-Pont-du-Gard
04 66 37 50 99
www.pontdugard.fr


34 - Hérault

Jusqu'au 23 février

EXPOSITION
"Ensor, Magritte, Alechinsky..."

L'exposition invite à un cheminement sensible sur les sentiers de l'art Belge à travers une sélection de chefsd’oeuvre des collections du Musée d'Ixelles (Bruxelles).

Musée de Lodève
square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


39 - Jura

Du 20 janvier au 2 avril

ATELIERS
"L’ŒIL ET LA MAIN"

Le Musée de la Lunette organise  une visite de l’exposition temporaire « Les lunettes en voient de toutes les couleurs ». Les enfants découvriront l’utilisation de la couleur en lunetterie, ses principes et surtout son design inspirant ! Ils participeront par la suite à un atelier artistique animé par l’une de nos artistes plasticiennes. Cet atelier est à destination des scolaires, de la maternelle au collège.

Musée de la Lunette
Place Jean Jaurès
39400 Morez - Hauts de Bienne
03 84 33 39 30
www.musee-lunette.fr


63 - Puy-de-Dôme

Janvier et février

"CLASSE NEIGE A PETITS PRIX"

Au Centre des Volcans propose un passeport Évasion Glacée à petits prix pour les derniers créneaux disponibles en janvier et février 2020.Venez découvrir les volcans sous la neige...

Au Centre des Volcans
Rue du Frère Genestier
63230 Pontgibaud
04 73 68 18 18 / 06 21 30 79 36
www.au-centre-des-volcans.fr


De janvier à mars

SEJOURS SCOLAIRES
"LES 4 ÉLÉMENTS" et "L'AUVERGNE DES NEIGES"

Des tarifs imbattables sur les séjours scolaires pour les mois de janvier, février et mars 2020 ! Séjours à réserver rapidement.

.Au Centre des Volcans
Rue du Frère Genestier
63230 Pontgibaud
04 73 68 18 18 / 06 21 30 79 36
www.au-centre-des-volcans.fr


65 - Hautes-Pyrénées

Le 15 février

EXPÉDITION SOUTERRAINE
"GRAVER ET PEINDRE DANS UNE GROTTE"

Aller au fond d’une grotte pour peindre ou graver n’est pas une chose anodine ! Évoluer sur un sol accidenté, marcher, ramper ou encore escalader des parois dans l’obscurité et l’humidité montre que nos ancêtres prenaient des risques insensés ! Venez vivre un parcours initiatique dans la préhistoire. Réservation obligatoire. A partir de 8 ans.

Grottes préhistoriques de Gargas/Nestplori@
Route départementale 261
65660 Aventignan
https://grottesdegargas.fr


81 - Tarn

Jusqu'au 2 février

EXPOSITION
"PRESQUE"

Emmanuelle Pernet nous présente cette année, au travers d’une vingtaine de des-sins et d’une installation, son travail sur le mouvement et la persistance rétinienne.

Muséum d’histoire naturelle Philadelphe-Thomas
2 place Philadelphe Thomas
81600 Gaillac
05 63 57 36 31
www.ville-gaillac.fr


88 - Vosges

Du 21 au 23 février

SALON DES ANTIQUAIRES ET DE LA BROCANTE VOSGIENNE

35ème salon des antiquaires au Centre des Congrès à Épinal. 70 exposants venant de toute la France seront présents à cette occasion, venez chiner la lampe qui manque à votre salon !

Office de Tourisme
6 place Saint-Goëry
88000 Epinal
03 29 82 53 32
www.tourisme-epinal.com

Lieux:

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