Prenons l’exemple d’une prévision météorologique. Elle ne vous dit pas s’il va pleuvoir dans votre rue à quatre heures. Elle vous donne les probabilités. La mécanique quantique fait la même chose pour les atomes. La prévision induit en erreur sur un point, et c’est le plus important. Une prévision est incertaine parce que le prévisionniste manque d’informations, alors que la météo, elle, se comporte de manière certaine. En mécanique quantique, il n’y a pas de réponse cachée. Le résultat reste indécis jusqu’à ce qu’il soit mesuré.
La mécanique quantique n’est pas un pari sur l’avenir. Elle a déjà porté ses fruits. Les transistors, les lasers, les scanners médicaux et les horloges qui horodatent les transactions financières fonctionnent tous grâce à elle. Les ventes mondiales de puces ont atteint 627,6 milliards de dollars en 2024, et chacune de ces puces repose sur le comportement des électrons dans le silicium.
Ce qui est nouveau, c’est la capacité à manipuler les atomes et les particules de lumière une par une. Ainsi, lorsqu’un projet de ce type est qualifié de risqué, il faut être précis quant à la nature du risque. La physique est établie. Ce qui ne l’est pas, ce sont l’ingénierie, le coût et le calendrier.
Une idée fausse cause un réel préjudice. La mécanique quantique ne dit pas que tout est possible. Il s’agit d’un ensemble strict de règles qui attribuent des probabilités exactes, et bon nombre de ces probabilités sont nulles. Elle interdit bien plus qu’elle n’autorise, ce qui explique pourquoi on peut construire des dispositifs grâce à elle.
La mécanique quantique est la théorie la plus rigoureusement vérifiée de la science. La force magnétique de l’électron a été mesurée avec une précision de l’ordre d’une partie par billion, et elle correspond à la prédiction. Aucune expérience n’a jamais démontré qu’elle était fausse. Cent ans plus tard, la théorie fonctionne mieux que n’importe quelle histoire racontée à son sujet.
Qubit · Superposition · Intrication quantique · Ordinateur quantique
<h2>Foire aux questions</h2>
C'est le cadre théorique utilisé en physique pour étudier les atomes, les électrons et la lumière. Il décrit un objet par un état quantique et donne les probabilités de chaque résultat qu'une expérience peut produire.
La mécanique quantique est la théorie en soi. La physique quantique est le domaine plus large qui s'appuie sur celle-ci. Dans le langage courant, ces deux termes sont interchangeables, et ce choix n'a aucune incidence importante.
Dans une lettre adressée à Max Born en décembre 1926, il écrivait que cette théorie apportait beaucoup, mais qu’il était convaincu que Dieu ne jouait pas aux dés. Il en est resté convaincu jusqu’à sa mort, et des expériences ultérieures lui ont donné tort.
Les plus petites entités de l'univers, telles que les atomes et les particules de lumière, ne suivent pas les règles qui régissent les objets du quotidien. Leur énergie se présente par paliers fixes, et la science ne peut que fournir des probabilités quant à ce qui va se passer.
C'est confirmé avec une précision qu'aucune autre théorie n'atteint : la force magnétique de l'électron correspond à la prédiction à environ une partie sur un billion près. Ce qui fait débat, c'est la signification de cette théorie, et non pas sa validité.
Elle est déjà présente dans les transistors, les lasers, les scanners médicaux et la navigation par satellite. Une deuxième génération de technologies permet désormais de manipuler des atomes isolés et des particules de lumière, ce qui rend possibles l'informatique quantique et la détection quantique.
1. Planck, M., « Loi sur le rayonnement du corps noir », exposé présenté à la Société allemande de physique, le 14 décembre 1900.
2. Fan, X., Myers, T. G., Sukra, B. A. D. et Gabrielse, G., Mesure du moment magnétique de l’électron, Physical Review Letters 130, 071801, février 2023, doi 10.1103/PhysRevLett.130.071801.
3. Semiconductor Industry Association, ventes mondiales de semi-conducteurs en 2024 (627,6 milliards de dollars), février 2025.
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