Puissance et étrangeté de la physique quantique

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21 novembre 2006 Puissance et étrangeté de la physique quantique
Serge Haroche, Membre de l’Académie des sciences
Résumé
La physique quantique, née il y a quatre-vingts ans, nous a fourni les concepts essentiels à la
compréhension du monde microscopique. Ses applications (électronique, ordinateurs, lasers, imagerie par
résonance magnétique, horloges atomiques, etc.) ont révolutionné notre vie quotidienne. Et pourtant, en
dépit de tous ses succès, la physique quantique apparaît comme étrange à notre intuition, formée par
l'observation du monde macroscopique. Les principes quantiques fondamentaux - celui de la superposition
des états qui implique qu'une particule peut se comporter comme une onde et celui de l'intrication qui
entraîne une non-localité étrange des lois de la nature - ne s'observent directement qu'à l'échelle des
atomes et des particules. Au niveau macroscopique qui nous est familier, ces manifestations bizarres sont
voilées par le phénomène de la décohérence, qui donne au monde une apparence classique familière.
Depuis quelques années, les progrès technologiques permettent cependant de manipuler directement des
systèmes quantiques isolés (atomes, molécules, photons, microcircuits supraconducteurs…). Ces
expériences ont ouvert la voie à l'observation directe des aspects contre intuitifs du comportement
quantique. Au delà de leur intérêt fondamental, elles nous font entrevoir des technologies nouvelles dans
lesquelles l'étrangeté quantique serait directement domestiquée. On parle de cryptographie quantique, de
téléportation et d’ordinateur quantique. Que ces applications voient ou non le jour, l’exploration en
profondeur des lois étranges du monde quantique nous promet encore des surprises et des motifs
d’émerveillement.