Quel est l'utilité technologique de la physique quantique ?
DIVERS
+ DE 2 ANS
Le 30/10/2020 à 15h01
487 vues
Question d'origine :
Bonjour,
J'aimerais avoir un panorama et des exemples concrets d'applications technologiques des découvertes faites par la physique quantique. Notamment les plus récentes découvertes.
Merci.
Réponse du Guichet
gds_db
- Département : Equipe du Guichet du Savoir
Le 02/11/2020 à 15h23
Bonjour,
Charles Antoine définit ainsi la physique quantique :
" la physique quantique s'attache à comprendre l'infiniment petit. Sa principale découverte porte sur la constatation que tout est onde, tout est vibration. Même ce qu'on pensait être solide, tangible, dur - comme la matière - présente des aspects d'onde très particuliers puisqu'ils ne sont pas dans notre monde à nous. [...]
En explorant l'infiniment petit, les chercheurs ont découvert que les atomes étaient presque entièrement faits de vide ; qu'ils étaient constitués d'un noyau- concentrant presque toute la masse- et d'électrons. Or, ils se sont rendu compte que ces électrons n'avaient pas une trajectoire semblable à celle d'une planète gravitant autour du soleil, que les notions de position et de vitesse, qui nous semblent évidentes dans notre vie de tous les jours, n'ont pas de sens dans l'infiniment petit. Les ondes qui régissent la vie de ces électrons n'existent pas dans notre monde mais dans un monde mathématique."
[...]
"[La physique quantique] est à l'origine de nombre d'innovations technologiques qui font partie aujourd'hui de notre vie courante.
C'est elle qui a rendu possible l'énergie atomique, le laser ou le GPS.
C'est sa compréhension du fonctionnement des atomes qui a permis l'élaboration des semi-conducteurs et donc la fabrication des composants électroniques." [...]
"Une seconde révolution issue de la physique quantique est aujourd'hui en cours et ses conséquences risquent bien d'être vertigineuses .
Le grand défi, auquel s'attaquent les Google et compagnie, c'est l'ordinateur quantique : celui qui fonctionne non pas à partir du langage binaire des Bit mais avec les Qbit - permettant une superposition et une intrication des informations .
Ces ordinateurs sont incomparablement plus puissants que les meilleurs ordinateurs classiques.
Celui qui aura le premier la maîtrise de ce qu'on appelle "l'information quantique", pourra par exemple décoder tous les systèmes cryptés : bases de données, système de défense, informations, etc... Vous imaginez l'ampleur des enjeux... "
source : "La physique quantique a changé notre vision du monde" / Corse-Matin - dimanche 6 octobre 2019
Julien Bobroff présente quelques technologies modernes qui reposent sur la physique quantique :
"Toute l'électronique a été inventée grâce à elle, en particulier le transistor. Les cellules photovoltaïques fonctionnent grâce à l'effet photoélectrique de la physique quantique. Le laser est basé dessus, l'éclairage LED aussi... Un smartphone est donc bourré de physique quantique. J'irai même plus loin : c'est la physique quantique qui nous permet de comprendre la plupart des propriétés du monde qui nous entoure. La solidité de cette table, sa couleur, le fait qu'elle ne conduise pas le courant, le fait qu'elle conduise mal la chaleur, et qu'elle ne soit pas magnétique, ces cinq propriétés, je ne peux les comprendre qu'avec la physique quantique. Jusqu'en 1930, on ne comprenait pas pourquoi un objet était solide, pourquoi il avait une couleur plutôt qu'une autre... Ça permet d'expliquer que la physique la plus fondamentale, la plus mathématique et la plus abstraite sert le quotidien des gens sans qu'ils s'en rendent compte."
source : «La physique quantique pose de très belles questions» / Erwan Cario - Libération, no. 11734- Idées, jeudi 21 février 2019
Nous vous renvoyons à cette conférence de Julien Bobroff sur la Physique quantique : des surprises en perspective au Palais de la Découverte. Il présente les sujets d'étude actuels de la physique quantique : la lévitation supraconductrice, les ordinateurs quantiques, la nanophysique et les matériaux protecteurs de l'environnement, l'exploration des propriétés étonnantes de la matière et de la lumière qui ne font que commencer.
Quelques articles pour aller plus loin :
- Au-delà du quantique : la découverte d'un nouveau monde / Dossier Science et vie du 17 avr 2019
- « Il faut développer une nouvelle intuition quantique »
- Les premiers pas d’un Internet quantique / David Larousserie - Le Monde - 25 novembre 2019
- Informatique quantique : un nouvel obstacle confirmé par les chercheurs
- La course aux bits quantiques / TRISTAN MEUNIER| 09 avril 2020| DOSSIER POUR LA SCIENCE N° 107
- La suprématie quantique est-elle pour bientôt ? / KEVIN HARTNETT| 02 octobre 2019
- Quelques articles récents de Cerveau et Psycho sur les Qubit
- Des chercheurs affirment que la physique quantique se déduit de la théorie de la relativité. Inédit ! / ROMÁN IKONICOFF - Science et vie - 24 AVR 2020
Quelques ouvrages de vulgarisation de la physique quantique :
Schrödinger à la plage : la physique quantique dans un transat / Charles Antoine
Un ouvrage de vulgarisation pour comprendre l'apport de la physique quantique et la manière dont elle a révolutionné la perception du monde, notamment depuis l'expérience de pensée du chat mort-vivant d'E. Schrödinger.
Mon Grand Mécano quantique de Julien Bobroff où il raconte certaines des plus grandes découvertes expérimentales de la discipline.
Présentation d'une dizaine de manipulations qui ont fondé la physique quantique et racontent l'histoire de la discipline. Toutes couronnées par un prix Nobel, elles expliquent notamment s'il est possible de vraiment voir les atomes, ce qui a tué le chat de Schrödinger ou encore comment fabriquer du graphène, un matériau coûtant un milliard de dollars, avec simplement du charbon et du Scotch.
La quantique autrement : garanti sans équation ! / Julien Bobroff
Une vulgarisation de la physique quantique sans équation ni exposé historique, à jour des derniers développements théoriques et techniques de la discipline, accompagnée de dessins explicatifs réalisés par six illustrateurs, qui permettent d'en mieux saisir les principes.
3 minutes pour comprendre les 50 plus grandes théories de la physique quantique / rédacteur Brian Clegg
L'auteur expose les théories et les applications pratiques de la physique quantique avec des nombreuses illustrations et des fiches d'information sur les plus grands physiciens.
La théorie quantique / J. P. McEvoy & Oscar Zarate
La théorie quantique expliquée en images et de façon ludique, à travers des expériences et des concepts élaborés par des physiciens : M. Planck, A. Einstein, N. Bohr, W. Heisenberg, etc.
Comprendre la physique quantique : l'histoire, les expériences de pensée, les applications / Charles Olivero
Cette présentation didactique de la physique quantique évoque de grandes figures de son histoire (Einstein, Pauli ou encore Haroche) et aborde ses fondements, ses applications et ses concepts principaux, du GPS au chat de Schrödinger.
50 clés pour comprendre la physique quantique / Joanne Baker ; traduit de l'anglais par Françoise Pétry et Julien Randon-Furling
Cinquante concepts, sans équations, qui fondent la physique quantique, agrémentés de petits schémas et d'anecdotes historiques.
Belles découvertes !
Charles Antoine définit ainsi la physique quantique :
" la physique quantique s'attache à comprendre l'infiniment petit. Sa principale découverte porte sur la constatation que tout est onde, tout est vibration. Même ce qu'on pensait être solide, tangible, dur - comme la matière - présente des aspects d'onde très particuliers puisqu'ils ne sont pas dans notre monde à nous. [...]
En explorant l'infiniment petit, les chercheurs ont découvert que les atomes étaient presque entièrement faits de vide ; qu'ils étaient constitués d'un noyau- concentrant presque toute la masse- et d'électrons. Or, ils se sont rendu compte que ces électrons n'avaient pas une trajectoire semblable à celle d'une planète gravitant autour du soleil, que les notions de position et de vitesse, qui nous semblent évidentes dans notre vie de tous les jours, n'ont pas de sens dans l'infiniment petit. Les ondes qui régissent la vie de ces électrons n'existent pas dans notre monde mais dans un monde mathématique."
[...]
"[La physique quantique] est à l'origine de nombre d'innovations technologiques qui font partie aujourd'hui de notre vie courante.
C'est elle qui a rendu possible l'énergie atomique, le laser ou le GPS.
C'est sa compréhension du fonctionnement des atomes qui a permis l'élaboration des semi-conducteurs et donc la fabrication des composants électroniques." [...]
"
Le grand défi, auquel s'attaquent les Google et compagnie, c'est l'
Ces ordinateurs sont incomparablement plus puissants que les meilleurs ordinateurs classiques.
Celui qui aura le premier la maîtrise de ce qu'on appelle "l'information quantique", pourra par exemple décoder tous les systèmes cryptés : bases de données, système de défense, informations, etc... Vous imaginez l'ampleur des enjeux... "
source : "La physique quantique a changé notre vision du monde" / Corse-Matin - dimanche 6 octobre 2019
Julien Bobroff présente quelques technologies modernes qui reposent sur la physique quantique :
"Toute l'électronique a été inventée grâce à elle, en particulier le transistor. Les cellules photovoltaïques fonctionnent grâce à l'effet photoélectrique de la physique quantique. Le laser est basé dessus, l'éclairage LED aussi... Un smartphone est donc bourré de physique quantique. J'irai même plus loin : c'est la physique quantique qui nous permet de comprendre la plupart des propriétés du monde qui nous entoure. La solidité de cette table, sa couleur, le fait qu'elle ne conduise pas le courant, le fait qu'elle conduise mal la chaleur, et qu'elle ne soit pas magnétique, ces cinq propriétés, je ne peux les comprendre qu'avec la physique quantique. Jusqu'en 1930, on ne comprenait pas pourquoi un objet était solide, pourquoi il avait une couleur plutôt qu'une autre... Ça permet d'expliquer que la physique la plus fondamentale, la plus mathématique et la plus abstraite sert le quotidien des gens sans qu'ils s'en rendent compte."
source : «La physique quantique pose de très belles questions» / Erwan Cario - Libération, no. 11734- Idées, jeudi 21 février 2019
Nous vous renvoyons à cette conférence de Julien Bobroff sur la Physique quantique : des surprises en perspective au Palais de la Découverte. Il présente les sujets d'étude actuels de la physique quantique :
Quelques articles pour aller plus loin :
- Au-delà du quantique : la découverte d'un nouveau monde / Dossier Science et vie du 17 avr 2019
- « Il faut développer une nouvelle intuition quantique »
- Les premiers pas d’un Internet quantique / David Larousserie - Le Monde - 25 novembre 2019
- Informatique quantique : un nouvel obstacle confirmé par les chercheurs
- La course aux bits quantiques / TRISTAN MEUNIER| 09 avril 2020| DOSSIER POUR LA SCIENCE N° 107
- La suprématie quantique est-elle pour bientôt ? / KEVIN HARTNETT| 02 octobre 2019
- Quelques articles récents de Cerveau et Psycho sur les Qubit
- Des chercheurs affirment que la physique quantique se déduit de la théorie de la relativité. Inédit ! / ROMÁN IKONICOFF - Science et vie - 24 AVR 2020
Quelques ouvrages de vulgarisation de la physique quantique :
Schrödinger à la plage : la physique quantique dans un transat / Charles Antoine
Un ouvrage de vulgarisation pour comprendre l'apport de la physique quantique et la manière dont elle a révolutionné la perception du monde, notamment depuis l'expérience de pensée du chat mort-vivant d'E. Schrödinger.
Mon Grand Mécano quantique de Julien Bobroff où il raconte certaines des plus grandes découvertes expérimentales de la discipline.
Présentation d'une dizaine de manipulations qui ont fondé la physique quantique et racontent l'histoire de la discipline. Toutes couronnées par un prix Nobel, elles expliquent notamment s'il est possible de vraiment voir les atomes, ce qui a tué le chat de Schrödinger ou encore comment fabriquer du graphène, un matériau coûtant un milliard de dollars, avec simplement du charbon et du Scotch.
La quantique autrement : garanti sans équation ! / Julien Bobroff
Une vulgarisation de la physique quantique sans équation ni exposé historique, à jour des derniers développements théoriques et techniques de la discipline, accompagnée de dessins explicatifs réalisés par six illustrateurs, qui permettent d'en mieux saisir les principes.
3 minutes pour comprendre les 50 plus grandes théories de la physique quantique / rédacteur Brian Clegg
L'auteur expose les théories et les applications pratiques de la physique quantique avec des nombreuses illustrations et des fiches d'information sur les plus grands physiciens.
La théorie quantique / J. P. McEvoy & Oscar Zarate
La théorie quantique expliquée en images et de façon ludique, à travers des expériences et des concepts élaborés par des physiciens : M. Planck, A. Einstein, N. Bohr, W. Heisenberg, etc.
Comprendre la physique quantique : l'histoire, les expériences de pensée, les applications / Charles Olivero
Cette présentation didactique de la physique quantique évoque de grandes figures de son histoire (Einstein, Pauli ou encore Haroche) et aborde ses fondements, ses applications et ses concepts principaux, du GPS au chat de Schrödinger.
50 clés pour comprendre la physique quantique / Joanne Baker ; traduit de l'anglais par Françoise Pétry et Julien Randon-Furling
Cinquante concepts, sans équations, qui fondent la physique quantique, agrémentés de petits schémas et d'anecdotes historiques.
Belles découvertes !
DANS NOS COLLECTIONS :
Ça pourrait vous intéresser :
Commentaires 0
Connectez-vous pour pouvoir commenter.
Se connecter