Le prix Nobel de physique a été décerné aux chercheurs français Michel H. Devoret, britannique John Clarke, et américain John Martinis pour leurs recherches sur la mécanique quantique macroscopique, ce mardi 7 octobre, par l’Académie royale des sciences de Suède à Stockholm.
Le trio a été récompensé "pour la découverte de l'effet tunnel quantique macroscopique et de la quantification de l'énergie dans un circuit électrique", a indiqué le comité Nobel.
La mécanique quantique décrit la façon dont les choses fonctionnent à des échelles incroyablement petites — au niveau des particules.
Expériences avec un circuit électrique
Les expériences de ces trois chercheurs ont démontré que les propriétés de la mécanique quantique peuvent être concrétisées à l’échelle macroscopique.
Une question majeure en physique est celle de la taille maximale d'un système pouvant démontrer des effets de mécanique quantique.
Les lauréats du prix Nobel de cette année ont mené des expériences avec un circuit électrique dans lequel ils ont démontré à la fois "l'effet tunnel quantique et les niveaux d'énergie quantifiés dans un système suffisamment grand pour tenir dans la main."
Par exemple, lorsqu'une balle ordinaire frappe un mur, elle rebondit. Le prix décerné cette année récompense des expériences effectuées dans les années 1980 qui ont montré qu'une particule, à l'échelle quantique, peut en réalité traverser directement un mur comparable — un phénomène appelé "effet tunnel".
En 1984 et 1985, John Clarke, Michel H. Devoret et John M. Martinis ont en effet mené une série d'expériences avec un circuit électronique constitué de supraconducteurs, des composants capables de conduire le courant sans résistance électrique. Dans le circuit, les composants supraconducteurs étaient séparés par une fine couche de matériau non conducteur.
"Prochaine génération de technologies quantique"
En affinant et en mesurant toutes les différentes propriétés de leur circuit, ils ont pu contrôler et explorer les phénomènes qui se produisaient lorsqu'ils faisaient passer un courant à travers celui-ci. Ensemble, les particules chargées se déplaçant à travers le supraconducteur formaient un système qui se comportait comme s'il s'agissait d'une seule particule remplissant l'ensemble du circuit.
Les transistors des micropuces informatiques sont un exemple de la technologie quantique établie qui nous entoure.
Le prix Nobel de physique "a ouvert la voie au développement de la prochaine génération de technologies quantiques, notamment la cryptographie quantique, les ordinateurs quantiques et les capteurs quantiques", selon le jury.
L'an dernier, le prix Nobel de physique avait distingué le Britanno-Canadien Geoffrey Hinton et l'Américain John Hopfield pour leurs recherches dès les années 1980 sur les réseaux de neurones artificiels, ouvrant la voie au développement de l'intelligence artificielle contemporaine.
Le Nobel consiste en un diplôme, une médaille d'or et un chèque de 11 millions de couronnes suédoises (près d'un million d'euros).
