Traduction : Granat Yvan

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Traduction : Granat Yvan

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Tables des matières
 Chapitre 1 : prologue : une petite préhistoire des temps.
o Grandes performances scientifiques des peuples anciens
o Science de la Renaissance
o Newton fonde la physique classique
o La fin d’un rêve d’un rêve
o Résumé
 Chapitre 2 : quelques fondements – notre modèle atomique et son élaboration.
o 1803 – le modèle atomique selon John Dalton (1766-1844)
o 1911 – le modèle atomique selon Sir Ernest Rutherford (1871-1937)
o La charge d’un atome et l’expérience de Rutherford
o Le courant électrique comme flux de porteurs de charges
o Otto Hahn et la fission nucléaire
o La recherche d’un modèle atomique parfait
o Résumé
 Chapitre 3 : la lumière et sa nature.
o La théorie corpusculaire
o La théorie ondulatoire
o La théorie ondulatoire comme explication du modèle d’interférence
o La lumière comme onde électromagnétique
o Résumé
 Chapitre 4 : la vitesse de la lumière est absolue
o Quand les avions sont poussés par le vent
o L’expérience d’interférométrie de Michelson et Morley
o Espace et temps ne sont pas absolus : les transformations de Lorenz
o Résumé
 Chapitre 5 : Albert Einstein – la théorie de la relativité restreinte
o La vitesse de la lumière comme constante immuable
o Pourquoi n’a-t-on plus besoin de l’Ether ?
o E=mc² et le problème de la masse et de l’énergie
o Résumé
 Chapitre 6 : Qu’est-ce que la gravitation ? la théorie de la relativité générale.
o Le continuum espace-temps
o Le comportement de la lumière dans l’espace-temps – le principe
d’équivalence.
o La plus grande erreur d’Einstein
o Résumé
 Chapitre 7 : le problème du corps noir – heure de naissance de la théorique
quantique.
o Qu’est-ce qu’un corps noir ?

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o Le modèle atomique de Bohr
o Les causes des raies spectrales dans le faisceau de lumière
o Résumé
 Chapitre 8 : recherche expérimentale en théorie quantique.
o Einstein et l’énigme de l’effet photoélectrique
o La cellule photoélectrique et la constante de Planck
o Franck, Hertz et l’exactitude de la théorie quantique
o Résumé
 Chapitre 9 : des ondes, des particules et des probabilités
o La lumière comme flux de photons
o Le dualisme ondes-particules
o Probabilités ou « où est mon électron ? »
o « Dieu ne joue pas aux dés »
o Les nombres quantiques et leur rôle dans l’architecture atomique
o Résumé
 Chapitre 10 : folie de l’univers quantique
o La double fente et la relation floue d’Heisenberg
o La polarisation quantique et un étrange effet
o Triste annonce : le chat de Schrödinger est mort vivant
o Résumé
 Chapitre 11 : le zoo des particules
o Détournement de l’antimatière par la théorie restreinte d’Einstein
o Fermions et bosons
o Protons, neutrons et quarks
o Résumé
 Chapitre 12 : la force nucléaire et son effet
o L’électrodynamique quantique et la force électromagnétique
o La chromodynamique quantique et la force nucléaire forte
o Théorie du tout et des super cordes
o Résumé
 Chapitre 13 : la conception quantique de l’espace et du temps
o Un vide n’est pas absolument vide ou le rayonnement du trou noir
o Retour dans le passé – quand, pour les particules, le temps n’est pas linéaire
o Trou de ver par l’effet Casimir ?
o Combien d’univers existe-t-il ?
o Résumé
 Chapitre 14 : le problème quantique dans l’architecture du processeur
o La puce de silicium
o Les frontière physiques des puces – l’effet tunnel
o Le transistor quantique - effet tunnel

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o Supraconducteur comme commutateur ?
o Résumé
 Chapitre 15 : incroyables possibilités : l’ordinateur quantique
o Des Qbits et des superpositions quantiques
o Résonance magnétique nucléaire (RMN)
o Pièges à ions
o Compter avec des superpositions quantiques
o EPR et décohérence
o De nombreux problèmes irrésolus
o Résumé

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Préface
Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ? Ce traité commence et finit avec cette question. Car
si on veut connaître ce miracle de la technologie, on doit d’abord avoir compris les
fondements de la physique quantique. Mais si on veut comprendre la physique quantique,
on doit d’abord avoir compris le principe de relativité d’Einstein. Il existe quelques autres
traités qui essayent de vulgariser la science (cela signifie qu’elle soit compréhensible pour
tous). Par exemple, y sont inclus le bestseller « une courte histoire du temps » de Stephen W
Hawking ou « l’évolution de la physique » d’Albert Einstein et Léopold Infeld. Le petit livre de
80 pages qu’Albert Einstein a publié montre à quel point il est difficile d’écrire un traité sur la
relativité et la mécanique quantique qui soit compréhensible pour le grand public. Sa lecture
était beaucoup trop difficile pour que le profane puisse la comprendre, ne fut ce que parce
qu’y étaient utilisés trop de termes technique qui nécessitaient une explication plus
complète.
Un étudiant en informatique a écrit : « La relativité et la physique quantique, deux théories
changent notre vision du monde ». Comme probablement vous l’êtes aussi, je suis fasciné
tant par la physique de l’infiniment grand que par celle de l’infiniment petit. « Je voulais
comprendre le plan de Dieu » ainsi que l’exprima Stephen Hawking dans son ouvrage « une
courte histoire du temps ». J’aimerais vous mener lentement et très prudemment à la
question, pas toujours très aisée de la physique avancée. Sans être superficiel, je me suis
efforcé de ne pas plonger trop profondément dans les détails. Stéphane Hawking a déclaré
que, dans son livre susmentionné, il n’a accepté aucune formule (sauf E=mc²), parce ce que
cela diminuerait les ventes de son livre. J’aimerais aussi m’en tenir là. Mais malgré tout, j’ai
osé placer des équations ça et là. Vous pouvez facilement les sauter si vous détestez les
mathématiques et si après votre scolarité, vous ne vouliez plus rien avoir avec elles. Mais
celui qui en mathématique n’est pas tout-à-fait sous doué peut appliquer les formules. Par
exemple, on peut, facilement et avec plaisir, calculer dans quelle mesure le temps personnel
passe plus lentement quand on est en mouvement.
Ce traité vous décrit d’abord l’évolution de la conception du monde scientifique. Il présente
les bases pour la compréhension des problèmes de physique non résolus durant les 19 ème et
20 ème siècles. A l’époque, survinrent des questions sans réponse concernant la structure de
la théorie quantique de Max Planck et de la conception de l’espace et du temps au sein de la
relativité d’Albert Einstein. Ces deux sciences ont changé notre vision de l’univers. Cela aussi
doit être soigneusement explicité. Si on a compris ces bases, la compréhension de
l’ordinateur quantique ne constitue plus un but inaccessible.
Dès lors, je vous invite à m’accompagner dans un voyage qui peut être passionnant, comme
quelque safari en Afrique ou une croisière à travers tous les océans. Ce sera avant tout un
voyage qui se déroulera dans les têtes – un voyage aux frontières de l’imagination humaine
Dans cet esprit, je vous souhaite une bonne randonnée, agréable et instructive.
Stefan Frank