Le bal des photons

« Je ne peux pas exclure l'intervention de Dieu » (Anton Zeilinger, Prix Nobel de physique 2022 - Die Presse, 25 octobre 2002).


L'étude de l'histoire de la philosophie et des sciences montre que ces deux disciplines cohabitaient souvent et étaient étudiées conjointement – le cas échéant, pour s' invalider mutuellement. Mais elles se sont aussi ignorées, voire méprisées.


Je persiste à penser, cependant, que la science (mathématiques, physique...) et la philosophie, à l'inverse de la littérature ou de la sociologie, par exemple, procèdent d'une méthode intellectuelle identique. « Que nul n'entre ici s'il n'est géomètre » était l'inscription que Platon avait fait graver à l'entrée de l'Académie, son école à Athènes. En outre, à mesure que la découverte des lois de la physique quantique progresse, une représentation ontologique de la vie et de l'Univers, au-delà de nos capacités de réflexion et de nos intuitions (au sens Kantien), semble s'imposer.


De fait, le refus inflexible d'Einstein d'accepter certaines dimensions de la théorie quantique était ancré dans sa persévérance à penser que la physique devait concerner la réalité. L'idée selon laquelle deux particules élémentaires (deux électrons par exemple), éloignées l'une de l'autre, pourraient être intriquées, à savoir ne pas avoir chacune de propriétés propres et, pour autant, s'influencer réciproquement, était effrayante à l'esprit d'Albert.


Dans « le bal des photons » (Éditions Flammarion, 2023 pour la traduction française), Anton Zeilinger et son équipe prolongent cette exploration scientifique, au moyen d'expériences ingénieuses sur les photons, menées à divers endroits : d'un tunnel d'égout humide sous le Danube à l'air doux entre deux sommets montagneux des îles Canaries.
Les questions étudiées sont essentiellement l'intrication et la téléportation quantiques que parfois l'auteur ne manque pas de confronter aux questions philosophiques qui s'imposent inévitablement.


Nonobstant ces observations et ces remarques, l'ouvrage d'Anton Zeilinger est pleinement accessible. Assurément, il n'est pas un sobre manuel de vulgarisation, mais, pour autant, il ne s'adresse pas, au premier abord, à des scientifiques éminents et émérites. La seule équation exposée par l'auteur est la photographie de celle de Schrödinger (1), inscrite sur la tombe de celui-ci dans le Tyrol Autrichien ! (P.213). À la réserve de cette anecdote uniquement éducative et esthétique, Zeilinger s'emploie souvent, au coeur de dialogues entre étudiants, pareil à un maïeuticien, à brillamment expliquer des schémas ou des dessins.


Le résultat est saisissant de limpidité pour ce qui concerne aussi bien les théories de la physique quantique que certains de ses enjeux : la cryptologie, les algorithmes, la communication de l'information, l'ordinateur et la téléportation quantiques, etc.


Bref, un niveau équivalent à celui de la terminale est amplement suffisant pour tirer avantage de cet excellent ouvrage dont il convient de préciser que l'édition originale date de l'année 2010. En d'autres termes, il y a fort longtemps à l'échelle du « progrès quantique ».


Pour autant, la lecture de ce livre est fort instructive, d'une part au bénéfice des éléments de base essentiels procurés, par ailleurs en raison des qualités scientifiques prodigieuses d'Anton Zeilinger. Pour seul exemple, Zeilinger se montrait relativement optimiste dans le livre concernant les progrès conduisant à l'élaboration et la mise en oeuvre de l'ordinateur quantique, en dépit du pessimisme manifesté par le plus grand nombre. Or, une très récente publication scientifique confirme la pertinence des convictions du prix Nobel de physique 2022 (2).


« le bal de photons » est un ouvrage riche et d'un abord relativement aisé - deux qualités rarement acquises en la matière - dont je recommande très vivement la lecture.


Michel.


1- L'équation de Schrödinger, conçue par le physicien autrichien Erwin Schrödinger en 1925, est une équation fondamentale en physique quantique non-relativiste. Elle décrit l'évolution dans le temps d'une particule massive non-relativiste, et remplit ainsi le même rôle que la relation fondamentale de la dynamique en mécanique classique. (Source polytechnique France).


2- Récemment, une équipe de chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Chine, dirigée par Xiao-bo Zhu, a franchi une étape significative en intriquant un nombre record de 51 qubits dans un ordinateur quantique de la série Zuchongzhi. Cette réalisation, bien que technique, a des implications profondes pour l'avenir de l'informatique quantique et mérite une attention particulière. Les travaux sont publiés dans la revue Nature. Source : (Trust My Science -13 juillet 2023)

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Bonne lecture que ce Bal des photons. L'auteur, nous apprend l'essentiel de la mécanique quantique nécessaire pour comprendre de quoi il est question quand on nous parle d'ordinateur ou de téléportation quantique. Mais est-il à la portée de tous ? oui et non.

Oui, car il n'y a pas besoin d'être licencié en physique pour assimiler les notions exposées. Et encore moins avoir lu et compris le cours de mécanique quantique de Feynman. Mais non, car certaines personnes resteront obstinément fermées au concepts de cette branche passionnante de la physique. Que ces derniers se rassurent, la plus part des grands noms de la physique théorique du XXe siècle ont eu du mal à assimiler tout ça.

La première édition de ce livre date de 2010 et le livre que j'ai entre les mains a été publié pour la première fois en français cette année. Pourquoi attendre 13 ans pour éditer ce livre alors qu'il traite d'un sujet en pleine révolution ? Parce qu'Anton Zeilinger a été lauréat du prix Nobel de physique en 2022. Ce livre serait obsolète ? Non, car il a été mis à jour. Et c'est assez clair dans l'épilogue où il est question des dernières avancées de la recherche en mécanique quantique appliquée.

Ce livre m'a passionné. Je ne lui fait qu'un seul reproche : Une partie du livre est romancée. Au lieux de décrire des expériences factices, l'auteur a fait le choix de les présenter sous forme d'histoire. Un professeur d'université et un doctorant prennent sous leurs ailes deux jeunes étudiants et leur font découvrir les fondamentaux de la MQ. J'aurais aimé que tout le livre soit sur ce principe plutôt que de retomber à intervalles réguliers dans le terre-à-terre du livre de vulgarisation scientifique.

En bref : Un livre bien écrit et passionnant à mettre entre toutes les mains… des curieux de sciences, cela va de soi.
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