Dans l'épisode précédent, nous avons découvert le qubit. Contrairement au bit classique qui vaut soit 0 soit 1, le qubit semble capable d'exister dans plusieurs états avant d'être observé. Une idée étrange. Presque absurde. Et pourtant, cette idée est aujourd'hui au cœur de l'informatique quantique.
Pour tenter d'illustrer ce caractère étrange du monde quantique, un physicien autrichien nommé Erwin Schrödinger imagina en 1935 une expérience de pensée devenue célèbre dans le monde entier. Elle mettait en scène... un chat. Voici l'idée. Imaginez une boîte totalement fermée. À l'intérieur se trouvent : un chat ; un mécanisme extrêmement sensible ; et un événement quantique capable de se produire... ou non.
Si l'événement se produit, le mécanisme se déclenche. Si le mécanisme se déclenche, le chat meurt. Si l'événement ne se produit pas, le chat reste vivant. Jusqu'ici, rien de très compliqué. Mais le problème apparaît lorsque l'on applique les règles du monde quantique. Car avant d'ouvrir la boîte, l'événement quantique n'aurait pas encore choisi son état définitif.
Selon l'interprétation la plus célèbre de la mécanique quantique, il existerait dans une superposition de possibilités. Et si l'on suit cette logique jusqu'au bout... le chat lui-même devrait être considéré comme vivant ET mort tant que personne n'a ouvert la boîte. Oui. Vous avez bien lu.
Vivant. Et mort. En même temps. Attention. Cela ne signifie pas que les physiciens observent réellement des chats à moitié vivants et à moitié morts. Le chat n'est qu'une image. Une façon de rendre visible quelque chose qui se passe à une échelle infiniment plus petite : celle des particules et des atomes.
C'est précisément parce que notre intuition quotidienne refuse cette idée que l'expérience de Schrödinger est devenue si célèbre. À ce stade, beaucoup de personnes pensent que Schrödinger essayait de prouver que les chats quantiques existent réellement. En réalité, c'était presque l'inverse.
Il voulait montrer à quel point les conséquences du monde quantique semblaient étranges lorsqu'on les applique à notre monde quotidien. Pour lui, cette conclusion paraissait absurde. Et pourtant... près d'un siècle plus tard, les expériences continuent de confirmer que le monde quantique ne se comporte pas comme notre intuition nous le suggère.
Une autre question revient souvent : À quoi ressemble réellement un qubit ? Est-ce simplement un transistor plus petit ? Pas vraiment. Selon la technologie utilisée, un qubit peut être créé à partir : d'un électron ; d'un photon (une particule de lumière) ; d'un ion piégé ; ou encore d'un circuit supraconducteur.
Les chercheurs ne sont d'ailleurs pas encore tous d'accord sur la meilleure méthode. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'informatique quantique est encore en développement aujourd'hui. Si tout cela vous semble étrange, rassurez-vous. Les physiciens eux-mêmes débattent encore de la meilleure manière d'interpréter ce qui se passe réellement.
En revanche, une chose est certaine : ces phénomènes existent suffisamment pour que des entreprises comme IBM, Google ou Microsoft tentent aujourd'hui de les utiliser pour construire des qubits. Bien sûr, les chercheurs ne construisent pas réellement des ordinateurs quantiques avec des chats dans des boîtes.
Mais cette histoire permet de comprendre une idée essentielle : avant une mesure, certaines particules semblent pouvoir exister dans plusieurs états possibles. C'est précisément cette propriété qui intéresse les chercheurs lorsqu'ils construisent des qubits. Le monde quantique semble parfois jouer avec des règles très différentes des nôtres.
Et le plus étrange est peut-être que ce n'est pas encore la partie la plus surprenante. Car une autre expérience va bientôt bouleverser notre intuition encore davantage. Une expérience dans laquelle de simples particules semblent changer de comportement selon qu'on les observe... ou non. Cette expérience est connue sous le nom d'expérience des deux fentes.
Et elle est probablement l'une des expériences les plus fascinantes de toute l'histoire de la science. À suivre... ⚛️🐱