La physique du LHC simulée sur ordinateur quantique
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Actualité>LaphysiqueduLHCsimuléesurordinateurquantique Futura-Sciences Le25/06/2016à15:37LaurentSacco,Futura-Sciences LaphysiqueduLHCsimuléesurordinateurquantique EnmariantlesidéesdedeuxcélèbresprixNobeldephysique,RichardFeynmanetKennethWilson,un groupedephysiciensexplorelasimulationdesphénomènesdelaphysiquedesparticulesàl'aided'un calculateur quantique. Première victoire : la création virtuelle de paires de particule et d'antiparticule danslecadredel'électrodynamiquequantique. En1965,peuaprèsêtredevenulauréatduprixNobeldephysiqueavecTomonagaetSchwinger,Richard FeynmanestvenufaireuneconférenceauCern.Audébutdesannées1980,ilacommencéàréfléchirsur lesordinateursquantiquesetleurusagepoursimulerlesphénomènesphysiques,commeceuxquel'on étudieauLHC.©Cern Un groupe de physiciens de l’université d’Innsbruck et de l’institut d’optique quantique et d’information quantique (IQOQI, pourInstitute for Quantum Optics and Quantum Information) vient de publier dans le journalNature un article qui aurait sans aucun doute retenu l’attention du prix Nobel de physiqueRichard Feynman. Comme les chercheursl’expliquentdansl’articleenlibreaccèssurarXiv,ilssontparvenusàutiliseruncalculateurquantiqueà base d’ions piégés pour simuler l’électrodynamique quantique dans ununivers en deux dimensions, une d’espace plus une de temps. Ils ont plus précisément réussi à simuler la création d’une paire d’électron et depositron à partird’unefluctuationduvidequantique. Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/actu/d/physique-physique-lhcsimulee-ordinateur-quantique-63288/ Page1/3 Actualité>LaphysiqueduLHCsimuléesurordinateurquantique Futura-Sciences Cerisesurlegâteau,enplusdesimulerunprocessusobservableauLHC,lesphysicienspeuventaussi analyser le comportementdecesparticulesquidépenddeleurintricationquantique, un phénomène qu'il est difficile d'étudier avec un accélérateur de particules. Bien sûr, rien ne remplace des données expérimentales directes mais pouvoir contrôlerlesparamètresd’unesimulationouvrelaporteàladécouvertedephénomènesqualitativementnouveaux, difficilesàsurprendreetmêmeàdeviner. LesidéesdeRichardFeynmansurlasimulationdesphénomènesphysiquesavecdesordinateursetdes simulateursquantiquessontcertainementlefruitdel'extraordinairecuriositéetcréativitéintellectuelles qu'avaitcegéniedelaphysique.Onpeutenavoiruneidéeaveccettetraductiond'unevidéomiseenligne danslecadreduprojet"TheFeynmanSeries",liéauprojet"TheSaganSeries"visantàpromouvoir l'éducationscientifiquepourlegrandpublic.©Bergalion,Y ouTube Lesthéoriesdejaugesurréseauavecunsimulateurquantique LaperformanceréaliséeparlesphysiciensregroupésenAutricheautourdeRainerBlattetPeterZollers’inscriten fait dans un cadre plus large, à l’intersection des idées que Richard Feynman a exposées en 1982 dans un article pionnier dans le domaine desordinateurs quantiques (intituléSimulating physics with computers) et celle d'un autreprixNobeldephysique,KennethWilson. Au cours des années 1970, l’essor dumodèle standard s’est appuyé sur une classe de théories quantiques des champs, celle desthéories de jauge. Elle fait souvent usage d’équations non-linéaires possédant desgroupes de symétrie.Or,commedanslarelativitégénérale,quiestuneclasseparticulièredethéoriedejauge,lanon-linéarité de ces équations les rend difficiles à résoudre dans beaucoup de situations physiques intéressantes. Le même problèmeexisteenmécaniquedesfluidesoùlessolutionstrouvéesontconsistésoitàétudierdesécoulementsde maquettesd’objetsensoufflerie,soitàmobiliserdesordinateurs.Danscederniercas,ilfautdiscrétiserl’évolution desgrandeursphysiquesdansl’espaceetletemps,commesicetteévolutionseproduisaitsurunréseau cristallin. Kenneth Wilson a ainsi développé les « théories de jauge sur réseau ». Elles ont eu certains succès, comme de permettre le calculab initio, à partir des équations de lachromodynamique quantique (la QCD), de lamasse du protonetdecelleduneutron. Feynman, de son côté, a exploré l’idée d’utiliser des systèmes eux-mêmes quantiques pour simuler d’autres systèmesquantiquesetplusgénéralementréaliserdesordinateursquantiquesuniversels. Dans cet article deNature, les physiciens explorent le début d’une nouvelle approche qui à terme permettraient unesimulationquantiquesurréseaudeséquationsdumodèlestandard,etpourquoipas,peut-êtredansunavenir Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/actu/d/physique-physique-lhcsimulee-ordinateur-quantique-63288/ Page2/3 Actualité>LaphysiqueduLHCsimuléesurordinateurquantique Futura-Sciences pluslointain,delagravitationquantiqueelle-même. En l’occurrence, il n’est pour le moment possible que d’utiliser un petit nombre dequbits portés par desions calcium (quatre pour être précis) et ce pour simuler un processus dépendant du temps dans la plus simple des théoriesdejaugedumodèlestandard,celledel’électrodynamiquequantiquedeFeynman,TomonagaetSchwinger Àdécouvrirenvidéoautourdecesujet: Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/actu/d/physique-physique-lhcsimulee-ordinateur-quantique-63288/ Page3/3
