Eurêka ! Une équipe de recherche composée de dizaines de scientifiques travaillant en partenariat avec les laboratoires d’informatique quantique de Google mai ont créé le premier cristal de temps au monde à l’intérieur d’un ordinateur quantique.

C’est le genre de nouvelles ça me donne envie de sauter et de faire un danse joyeuse.

Ces scientifiques mai ont produit une toute nouvelle phase de la matière. Je vais faire de mon mieux pour expliquer ce que cela signifie et pourquoi je pense personnellement qu’il s’agit de la percée scientifique la plus importante de notre vie.

Cependant, par souci de clarté, il y a deux points que je dois d’abord faire :

1. Les cristaux de temps sont un concept terriblement difficile à comprendre et encore plus difficile à expliquer.
2. L’équipe Google force ont créé des cristaux de temps. Il s’agit d’une recherche pré-imprimée et n’a pas encore été évaluée par les pairs. Jusqu’à ce que le reste de la communauté scientifique ait le temps d’examiner et de reproduire le travail, nous ne pouvons pas dire avec certitude qu’il est légitime.

Qu’est-ce qu’un cristal de temps ?

En termes familiers, c’est un gros problème avec Sir Isaac Newton.

Les cristaux de temps sont une nouvelle phase de la matière. Par souci de simplicité, imaginons un cube de glace.

Lorsque vous mettez un glaçon dans un verre d’eau, vous introduisez deux entités distinctes (le glaçon et l’eau liquide) l’une à l’autre à deux températures différentes.

Tout le monde sait que l’eau deviendra plus froide (c’est pourquoi nous y mettons de la glace) et, avec le temps, la glace se réchauffera et se transformera en eau. Finalement, vous aurez juste un verre d’eau à température ambiante.

Nous appelons ce processus « équilibre thermique. « 

La plupart des gens connaissent La première loi du mouvement de Newton, c’est celui qui dit « un objet au repos a tendance à rester au repos et un objet en mouvement a tendance à rester en mouvement ».

Un effet secondaire important de cette loi de la physique est qu’elle signifie qu’une machine à mouvement perpétuel est classiquement impossible.

Selon la physique classique, l’univers est toujours aller vers l’entropie. En d’autres termes : si nous isolons un glaçon et un verre d’eau à température ambiante de toutes les autres forces extérieures, l’eau fera toujours fondre le glaçon.

L’entropie (le mouvement vers le changement) de tout système restera toujours la même s’il n’y a pas de processus, et elle augmentera toujours s’il y a des processus.

Puisque notre univers a des étoiles qui explosent, des trous noirs qui aspirent et des gens qui allument des objets en feu – des processus chimiques – l’entropie augmente toujours.

Sauf quand il s’agit de cristaux de temps. Les cristaux du temps se foutent de ce que pense Newton ou n’importe qui d’autre. Ce sont des contrevenants et des preneurs de cœur. Ils peuvent, théoriquement, maintenir l’entropie même lorsqu’ils sont utilisés dans un processus.

Qu’est-ce que ça veut dire

Pensez à un cristal que vous connaissez bien, comme un flocon de neige. Les flocons de neige ne sont pas seulement beaux parce que chacun est unique, ce sont aussi des formations fascinantes qui enfreignent presque les lois de la physique elles-mêmes.

Les structures cristallines se forment dans le monde physique parce que, pour une raison scientifique fondamentale, les atomes qu’elles contiennent «veulent» exister en certains points précis.

« Vouloir » est un mot vraiment étrange à utiliser lorsque nous parlons d’atomes – je ne veux certainement pas dire qu’ils sont sensibles – mais il est difficile de décrire la tendance vers les structures cristallines dans des résumés tels que « pourquoi ».

Un cristal temporel est une nouvelle phase de la matière qui, simplifiée, serait comme un flocon de neige qui oscille constamment entre deux configurations différentes. C’est un réseau à sept pointes un moment et un réseau à dix pointes le suivant, ou autre.

Ce qui est étonnant avec les cristaux temporels, c’est que lorsqu’ils font des allers-retours entre deux configurations différentes, ils ne perdent ni n’utilisent d’énergie.

Les cristaux de temps peuvent survivre aux processus énergétiques sans être victimes de l’entropie. La raison pour laquelle ils sont appelés cristaux du temps est qu’ils peuvent avoir leur gâteau et le manger aussi.

Ils peuvent être dans un état de avoir mangé tout le gâteau, puis revenez à un état de toujours le gâteau – et ils peuvent, théoriquement, le faire pour toujours et à jamais.

Plus important encore, ils peuvent le faire à l’intérieur d’un système isolé. Cela signifie qu’ils peuvent consommer le gâteau, puis le faire réapparaître comme par magie encore et encore pour toujours, sans utiliser de carburant ni d’énergie.

On s’en fout? Qu’est-ce que cela va signifier pour moi ?

Littéralement, tout le monde devrait s’en soucier. Comme je l’ai écrit en 2018, les cristaux de temps pourraient être le miracle de l’informatique quantique.

Presque toutes les technologies du futur lointain que les humains peuvent imaginer, de la téléportation aux moteurs de distorsion et des synthétiseurs d’aliments artificiels aux réacteurs à mouvement perpétuel capables d’alimenter le monde sans brûler de carburant ni exploiter d’énergie, nécessiteront des systèmes informatiques quantiques.

Les ordinateurs quantiques peuvent résoudre des problèmes très difficiles. Malheureusement, ils sont cassants. Il est difficile de les construire, difficile de les maintenir, difficile de les amener à faire quoi que ce soit, et encore plus difficile d’interpréter les résultats qu’ils donnent. C’est à cause de ce qu’on appelle la « décohérence », qui fonctionne un peu comme l’entropie.

Les bits informatiques dans le monde quantique, les qubits, partagent une caractéristique géniale de la mécanique quantique qui les fait agir différemment lorsqu’ils sont observés que lorsqu’ils sont laissés seuls. Cela rend toute mesure directe des états de qubit (lecture de la sortie de l’ordinateur) difficile.

Mais les cristaux du temps vouloir être cohérent. Ainsi, les placer dans un ordinateur quantique et les utiliser pour effectuer des processus informatiques pourrait potentiellement remplir une fonction incroyablement importante : assurer la cohérence quantique.

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Alors Google a résolu l’informatique quantique ?

Non non Non Non Non Non. Ne vous méprenez pas. Ce sont des pas de bébé. Il s’agit de la recherche sur la petite enfance. C’est Antony van Leeuwenhoek qui devient la première personne à utiliser un microscope pour observer une goutte d’eau sous grossissement.

Ce que Google a fait, potentiellement, c’est prouver que les humains peuvent fabriquer des cristaux temporels. Selon les mots des chercheurs eux-mêmes :

Ces résultats établissent une approche évolutive pour étudier les phases hors équilibre de la matière sur les processeurs quantiques actuels.

Fondamentalement, ils croient qu’ils ont prouvé le concept, alors maintenant il est temps de voir ce qu’on peut en faire.

Alors pourquoi est-ce si excitant ?

Les cristaux de temps ont toujours été théoriques. Et par « toujours », je veux dire : depuis 2012, date à laquelle ils ont été émis pour la première fois.

Si Google créait réellement des cristaux temporels, cela pourrait accélérer le calendrier des percées en informatique quantique de « peut-être jamais » à « peut-être d’ici quelques décennies ».

À l’extrémité farfelue et super optimiste des choses – nous pourrions voir la création de un entraînement de chaîne fonctionnel dans nos vies. Imaginez que vous fassiez un voyage sur Mars ou au bord de notre système solaire et que vous soyez de retour sur Terre à temps pour écouter les nouvelles du soir.

Et, même du côté conservateur avec des attentes plus réalistes, il n’est pas difficile d’imaginer découverte de produits chimiques et de médicaments basée sur l’informatique quantique menant à des traitements contre le cancer universellement efficaces.

Cela pourrait être le grand eurêka que nous attendions tous. J’ai hâte de voir ce qui se passe dans l’évaluation par les pairs.

Si vous voulez en savoir plus, vous pouvez lire Le papier de Google ici. Et si vous recherchez une plongée technique approfondie dans les spécificités scientifiques de ce que les chercheurs ont accompli en laboratoire, cet article sur Quanta Magazine par Natalie Wolchover, c’est les genoux de l’abeille.