Le problème à N corps qui se cache derrière l’ordinateur quantique

Le concept d’ordinateur quantique recouvre deux réalités très différentes. Il y a d’une part de très belles expériences de physique qui se basent sur des systèmes appartenant à la nanoélectronique quantique (supraconducteurs, semi-conducteurs), l’optique quantique ou la physique atomique. D’autre part, il y a une promesse, celle que ces systèmes puissent être décrits avec grande précision par un modèle mathématique très épuré. Ce modèle est une instance d’un problème plus général, le problème quantique à N corps, que les physiciens étudient depuis des dizaines d’années. Dans cet article, nous verrons qu’envisager l’ordinateur quantique sous l’angle du problème quantique à N corps donne un éclairage utile pour comprendre à quoi il pourrait servir ou les diffi cultés liées à son élaboration.

Missions du futur et nouveaux concepts en propulsion plasma

L’intérêt d’utiliser des particules chargées accélérées à de grandes vitesses pour propulser un engin spatial a germé dans la tête de C. Tsiolkovski (1857-1935), qui a posé les fondements de l’astronautique dans son ouvrage de 1903. Il a fallu néanmoins attendre la course à l’espace durant la guerre froide pour voir émerger les premiers concepts de propulseurs à plasma, puis leur utilisation sur les satellites et les premières sondes d’exploration à la fin du XXe siècle. Le XXIe siècle ouvre la voie à de nouveaux concepts pour des plateformes de satellites toujours plus massives, des sondes d’exploration envoyées toujours plus loin, ou des vols habités pour l’exploration de la planète Mars.

Il faut plus de femmes scientifiques dans les médias ! Journée Sciences et Médias 2021

Organismes de recherche et journalistes doivent travailler ensemble pour une meilleure représentation des femmes dans les médias. Au-delà de l’équité, cette diversité est garante d’une meilleure science. Après deux reports, la cinquième édition des Journées Sciences et Médias : « Femmes scientifiques à la Une ! Comment améliorer la représentation des femmes scientifiques dans les médias ? » s’est enfin tenue le 29 janvier 2021 à la Bibliothèque nationale de France (BnF, site François Mitterand, Paris 13e). Cette journée était coorganisée par la BnF, l’Association des Journalistes Scientifiques de la Presse d’Information (AJSPI), la Société Française de Physique (SFP), la Société Chimique de France (SCF), la Société Informatique de France (SIF), la Société de Mathématiques Appliquées et Industrielles (SMAI) et la Société Mathématique de France (SMF).

Starlink : dommages collatéraux de la flotte de satellites d’Elon Musk

Derrière le clinquant des annonces médiatiques, la flotte de satellites Starlink soulève de multiples interrogations. Petit tour d’horizon d’aspects liés à l’astronomie, la navigation dans l’espace, les télécommunications, l’environnement, mais aussi l’économie et les traités internationaux.

La supraconductivité à haute température dans les oxydes de cuivre : où en est-on ?

La supraconductivité est un phénomène quantique fascinant, car les effets qu’elle produit sont visibles à l’œil nu. Bien comprise dans les métaux standard (plomb, aluminium, étain...), elle reste largement incomprise dans certains oxydes de cuivre, appelés cuprates. Cette énigme en cache une autre, celle de la phase « métallique » des cuprates, de laquelle surgit la supraconductivité. Cette phase « métallique » est étonnamment complexe. Elle héberge plusieurs ordres électroniques qui sont interconnectés. À quel type de connections sommes-nous confrontés ? Quels rôles peuvent jouer ces ordres dans l’émergence de la supraconductivité à haute température critique ? Ces questions interpellent les physiciens, car elles annoncent une nouvelle ère de la physique des matériaux, où les ordres de la matière s’entremêlent. Cet article est divisé en deux parties. La première est une introduction générale à la physique des cuprates, et la seconde est une étude avancée sur les ordres électroniques qui s’y développent en fonction de l’évolution de la topologie de la surface de Fermi.

Archiver les mégadonnées numériques à l’échelle moléculaire

L’information a été le moteur de la croissance socio-économique de la civilisation depuis ses débuts. Actuellement, son stockage, archivage et traitement par les centres dédiés n’offre plus de marges suffi santes d’optimisation pour faire face au déluge des données numériques et à son problématique impact environnemental. Un récent rapport de l’Académie des technologies explore une alternative prometteuse au modèle conventionnel : l’archivage des mégadonnées numériques à l’échelle moléculaire dans l’ADN ou d’autres polymères, un chantier pour les vingt ans à venir.

Olympiades de Physique France XXVIIIe concours national

Cette année fêtait la XXVIIIe édition de la finale du concours des Olympiades de Physique France. La manifestation s’est déroulée malgré les contraintes liées aux mesures sanitaires. L’Université de Bordeaux a – virtuellement – accueilli les 29 et 30 janvier 2021 les équipes sélectionnées, à l’invitation de la section locale Aquitaine de la Société Française de Physique et de la section académique de l’Union des Professeurs de Physique et de Chimie.

Du flou des images astronomiques à un prix Nobel de physique

Deux des lauréats du prix Nobel de physique 2020 sont primés pour leurs observations 1, qui ont confirmé l’existence d’un trou noir supermassif au centre de notre Galaxie. En améliorant considérablement, jusqu’à un facteur de plus de cent-mille parfois, la résolution spatiale des télescopes utilisés, ils ont exploré un véritable laboratoire de relativité générale, au plus près de cette singularité de l’espace-temps. Ces gains en résolution résultent d’un franchissement de la limitation imposée par l’atmosphère terrestre, grâce à l’interférométrie des tavelures (1970), puis l’optique adaptative (1989), enfin la mise en service de télescopes optiques géants (ca. 2000), et du réseau interférométrique du Very Large Telescope européen.

Miroirs temporels instantanés : une nouvelle approche du retournement temporel

Peut-on faire revivre à une onde sa vie passée ? Ce problème a été largement étudié, en particulier au moyen de miroirs à retournement temporel digitaux utilisant des ordinateurs pour effectuer l’opération. Récemment, en nous appuyant sur les symétries entre temps et espace, nous avons introduit le concept de miroir temporel instantané basé sur une brusque modification des propriétés du milieu. Nous avons testé expérimentalement ce nouveau type de retournement temporel à l’aide d’ondes de surface dans des liquides et montré l’efficacité d’un tel procédé. Cette approche nous a également permis de revisiter les miroirs à conjugaison de phase.