// FUTURA SCIENCES — SPAZIO & SCIENZA
Les ordinateurs quantiques vont révéler des secrets de la création de la matière pendant le Big Bang
On les a longtemps crues sorties tout droit de l’imagination des marins, mais les vagues scélérates existent bel et bien. Et des chercheurs sont même parvenus à recréer en laboratoire les conditions de la formation de l’une des plus célèbres d’entre elles, la vague Draupner.... Lire la suite
Lorsque le génial Richard Feynman a amorcé la révolution des ordinateurs quantiques, il comptait s'en servir pour mener à bien des simulations de systèmes quantiques défiant les calculs analytiques et les simulations numériques sur des ordinateurs classiques. On commence à voir ce rêve se réaliser depuis quelques années et aujourd'hui un ordinateur quantique, construit par IBM, semble sur le point de percer certains secrets des protons et neutrons composant notre corps et les étoiles.... Lire la suite
Les protons et les neutrons qui composent les noyaux des atomes de notre corps n'ont pas toujours existé. On sait qu'ils se sont formés à partir d'un état de la matière que les physiciens appellent un quagma. Une façon de percer ses secrets et de résoudre des équations de la théorie le décrivant, mais les calculs nécessaires sont parfois formidables. Les physiciens pensent faire d'importants progrès à ce sujet en mobilisant les mythiques ordinateurs quantiques.
En physique et en ingénierie, beaucoup d'équations fondamentales sont non linéaires, ce qui les rend de facto très difficiles, voire impossibles, à résoudre par des calculs analytiques, c'est-à-dire ceux menés avec la théorie des fonctions et le calcul différentiel et intégral. Parfois, il est possible de linéariser les équations, comme on dit, pour obtenir des solutions approximatives.
On les a longtemps crues sorties tout droit de l’imagination des marins, mais les vagues scélérates existent bel et bien. Et des chercheurs sont même parvenus à recréer en laboratoire les conditions de la formation de l’une des plus célèbres d’entre elles, la vague Draupner.... Lire la suite
Tout cela peut sembler trop compliqué à comprendre, alors donnons un exemple : celui de la mécanique des fluides. Les équations fondamentales sont celles de Navier-Stokes (NS) et on peut les utiliser pour décrire ce qui se passe à la surface de l'eau qui, sous l'effet d'un vent faible, se met à faire des vagues. Les équations de NS peuvent alors se simplifier et on obtient pour décrire ces vagues une équation dont les solutions sont des sommes de fonctions oscillantes simples, à savoir des sinus et des cosinus.
Mais quand on veut décrire précisément des situations plus violentes, comme des vagues de tempête ou l'écoulement de l'air autour d'un avion en vol supersonique, on en est réduit à utiliser des calculs numériques avec des ordinateurs. Or, même des superdordinateurs ne pourraient simuler certaines situations en physique qu'en menant des calculs pendant des années, voire des millénaires.
Lorsque le génial Richard Feynman a amorcé la révolution des ordinateurs quantiques, il comptait s'en servir pour mener à bien des simulations de systèmes quantiques défiant les calculs analytiques et les simulations numériques sur des ordinateurs classiques. On commence à voir ce rêve se réaliser depuis quelques années et aujourd'hui un ordinateur quantique, construit par IBM, semble sur le point de percer certains secrets des protons et neutrons composant notre corps et les étoiles.... Lire la suite
Quand ils ont découvert la théorie décrivant les protons et les neutrons sous forme de particules plus élémentaires, les quarks, liées à l'intérieur des particules que l'on appelle plus généralement des hadrons par des cousins quantiques des photons, les gluons, les physiciens ont là aussi été confrontés à des équations non linéaires.
Ces équations sont dites des équations de Yang-Mills, du nom de leurs découvreurs, et là aussi, des calculs sur ordinateurs se sont révélés indispensables pour, par exemple, déduire la masse des protons de la théorie fondamentale des hadrons et des forces nucléaires fortes qui les génèrent à