Physique quantique et réalité

« Vous allez participer à une grande aventure et faire l’expérience du mystère », telle était la promesse de la série télévisée du début des années 1960 Au-delà du réel. Et c’est aussi celle de ce numéro consacré à la physique quantique, tant celle-ci s’apparente parfois, par ses énoncés contre-intuitifs, à de la magie : superposition d’états, intrication, dualité onde-corpuscule… Aussi la question surgit-elle : à quelle réalité renvoie cette théorie qui par ailleurs ne cesse de faire ses preuves, la première révolution quantique (smartphones, lasers, ordinateurs, GPS…) en faisant foi !

Les auteurs de ce Hors-Série s’attachent à répondre à la lueur des expériences les plus récentes. À la clé, sans doute une seconde révolution quantique, celle des ordinateurs quantiques et tout l’écosystème de communication qui va avec, tout aussi quantique. Mais au-delà de ces applications, l’objectif est plus ambitieux : comprendre notre monde. La porte vers le réel est peut-être alors mâtinée de poésie en ce qu’elle emprunte… au surréalisme. De fait, André Breton, le père de ce mouvement, voyait dans celui-ci une recherche de l’union du réel et de l’imaginaire : « Je crois à la résolution future de ces deux états, en apparence si contradictoires, en une sorte de réalité absolue. » La physique quantique est en passe de l’exaucer.

SOMMAIRE

p. 3 Edito
Par Loïc Mangin

p. 6 Repères
Des schémas, des chiffres, des définitions : toutes les clés pour entrer sereinement dans ce numéro

p. 10 Grand témoin : Alexia Auffèves
« La physique quantique a envahi aussi bien la themrodynamique que la cosmologie »

01 DE QUOI LE RÉEL EST-IL LE NOM ?

p. 18 Un problème sur mesure
Anil Ananthaswamy
Comment définir une « mesure », voire un « observateur » ?

p. 26 De la particule à l’Univers : le retour de l’onde pilote
Ward Struyve
La théorie de De Broglie-Bohm retrouve des couleurs.

p. 34 Le monde est-il imaginaire ?
Marc-Olivier Renou, Antonio Acín et Miguel Navascués
Les nombres dits « imaginaires » semblent indispensables au réel.

p. 44 La réalité, somme de tous les possibles ?
Charly Wood
La formule de Richard Feynman, puissante et mystérieuse.

02 UNE THÉORIE MISE À L’ÉPREUVE

p. 54 Spin et idéal
Davide Castelvecchi
La stabilité de la matière ? On la doit à une abstraction : le spin.

p. 62 Ô temps ! Suspends ton vol… quantique
Anil Ananthaswamy
Dans l’infiniment petit, pas simple de mesurer une durée.

p. 70 L’effondrement d’une idée ?
Philip Ball
Une onde de probabilité peut-elle s’effondrer physiquement ?

03  LA RÉALITÉ DE DEMAIN

p. 80 De la locomotive à vapeur au bit quantique
Alexia Auffèves
Chaleur, travail et entropie à hauteur de particule.

p. 90 « L’origine de la puissance des ordinateurs quantiques n’est pas totalement comprise »
Entretien avec Antoine Tilloy

p. 98 Téléportation quantique : un pas décisif
Sean Bailly
L’internet quantique ne relève plus de la science-fiction.

p. 102 « La communication quantique décolle »
Entretien avec Nicolas Gisin

RENDEZ-VOUS

p. 110 En image

p. 112 Rebondissements

p. 116 Infographie

p. 118 Incontournables