Malgré son emploi du temps surchargé, Alain Aspect, prix Nobel de physique 2022, professeur à l’Institut d’optique Graduate School - université Paris-Saclay, à l’École polytechnique et directeur de recherche émérite au CNRS, a bien voulu nous livrer un entretien inédit sur ses recherches, avec la passion qui l’anime. Le Français est colauréat de la prestigieuse distinction avec l’Américain John F. Clauser et l’Autrichien Anton Zeilinger, pour leurs expériences pionnières sur l’intrication quantique, ouvrant la voie à des connaissances fondamentales et de nouvelles technologies dans l’informatique et la cryptographie. Son conseil : avec un peu de concentration, l’accès à la physique quantique et ses intrications sont – presque – à la portée de toutes et tous. Tentative de démonstration avec cet entretien...
Après la Médaille d’or du CNRS en 2005, le prix Wolf en 2010, la médaille Albert-Einstein en 2012, le prix Balzan et la médaille Niels Bohr en 2013 ainsi que le Prix Ives Medal, le plus grand prix physique de la société américaine d’optique, pour ne citer que ceux-là, vous venez de recevoir le prix Nobel de physique 2022 pour vos travaux expérimentaux sur l’intrication qui ont permis d’appréhender le cœur de la théorie quantique… Avant de nous expliquer ces expérimentations, pour nous éclairer, il faut commencer par nous rappeler ce qu’est la « physique quantique »...
La physique quantique a été développée au début du XXe siècle pour expliquer les propriétés du monde microscopique : les atomes, les électrons… Propriétés dont la physique classique n’arrivait absolument pas à rendre compte. Par exemple, à la fin du XIXe siècle, on savait que la matière est formée de charges positives et négatives qui s’attirent. Se posait alors la question : pourquoi la matière ne s’effondre-t-elle pas sur elle-même ? Il n’y a aucune explication dans le cadre de la physique classique. Pour le comprendre, il faut recourir à la physique quantique et, plus particulièrement, à l’un de ses premiers principes qui est la dualité onde/particule [les objets physiques peuvent présenter des propriétés d’ondes et des propriétés de corpuscules. Cela dépend de l'appareillage de mesure utilisé - NDLR]. Ainsi un objet, par exemple la lumière, que nous pensons être une onde de certains points de vue, doit aussi être considérée comme formée de grains, à savoir les photons. Réciproquement des objets dont nous pensons que ce sont des particules - un électron, un atome, un neutron - doivent aussi, dans certaines circonstances, être considérés comme des ondes. C’est la base de ce qu’on appelle « la première révolution quantique ».
Ceci a permis de comprendre la stabilité de la matière, la conduction du courant électrique ou la façon dont la matière émet ou absorbe la lumière. Ce fut d’abord une immense satisfaction pour la connaissance, pour la compréhension de la matière et de la lumière. Et quelques décennies plus tard, dans les années 1940, 50, 60, ce fut l’invention du transistor et du laser qui s’appuyaient sur cette théorie quantique. J’insiste toujours sur le fait que le transistor et le laser n’ont pas été inventés par un bricoleur dans un garage en Californie, mais bien par les plus grands physiciens de l’époque qui ont eu des Prix Nobel.
La physique quantique est à la fois une formidable théorie sur le plan de la connaissance fondamentale parce qu’elle permet de comprendre des propriétés impossibles à appréhender jusque-là et parce qu’elle est très fructueuse puisqu’elle nous donne les composants de la société de l’information et de la communication. En effet, une fois qu’on a le transistor, on a aussi les circuits intégrés à la base des ordinateurs. Voilà quelques applications de la première révolution quantique.
Et qu'appelle-t-on la deuxième révolution quantique ?
La deuxième révolution quantique a été lancée par un article d’Einstein et de ses collègues Boris Podolsky et Nathan Rosen en 1935 [le fameux article « La description de la réalité physique par la mécanique quantique peut-elle être considérée comme complète ? » in Physical Review, n° 47 - NDLR] qui découvrent que dans le formalisme même de la physique quantique, c’est-à-dire dans les équations mathématiques qui permettent de l’exprimer, on peut trouver des ét...
[Courte citation de 8% de l'article original]