Le comité Nobel vient d’annoncer les lauréats de cette année 2025. Le plus prestigieux des prix scientifiques vient d’être remporté en physique par trois hommes. Aux côtés de John Martinis et John Clark, on retrouve un Français : Michel Devoret.
Dans les années 80, il est à l’origine de la découverte de « l’effet tunnel quantique ». Quelques années plus tard, il parviendra même à reproduire cet effet quantique à très grande échelle. Une expérience à partir d’un champ électrique et de matériaux supraconducteurs qui a posé les bases de l’informatique quantique.
Comprendre « l’effet tunnel »
Pour mieux appréhender les découvertes réalisées par Michel Devoret et ses deux acolytes, il faut se plonger dans le monde microscopique de la physique quantique. À cette échelle, les règles de la physique classique, que nous côtoyons dans notre vie quotidienne, ne sont plus valables.
À la place, c’est la physique quantique qui prend le dessus. Les particules sont alors capables d’être à deux endroits en même temps. Extrêmement instable, leur propre nature est incertaine à mi-chemin entre une onde et une particule).
Dans ce monde si mystérieux, les particules quantiques sont capables de « traverser » des murs. Si vous lancez une particule contre un solide, elle va rebondir dans la majorité des cas. Mais à certains moments, elle va « traverser » cette couche de matière, pourtant impénétrable.
C’est ce phénomène qui a été nommé « effet tunnel ». Pour se représenter cette expérience, il faut imaginer une balle de tennis réussir à traverser un mur de brique. Sans la moindre déformation. Comme si un « tunnel » avait vu le jour dans la matière pour lui faire une place.
Le scientifique et vulgarisateur Julien Bobroff l’explique très bien dans cette courte vidéo.
Une expérience taille XXL
Lors de leurs travaux en 1983 et 1984, les trois scientifiques aujourd’hui récompensés ont réussi à reproduire « l’effet tunnel » quantique, mais à une échelle beaucoup plus grande. Ils ont pour cela utilisé un circuit électrique avec des matériaux supraconducteurs.
Le courant électrique devait passer à travers un isolant pour faire « le pont » entre deux couches de matière supraconductrice. Il s’est alors comporté d’une façon très étrange. L’intensité mesurée par les scientifiques à se matérialiser par des paliers. Chose très rare en physique.
Des utilisations concrètes
Cette découverte permet d’en savoir plus sur le monde quantique et les nuances qui existent entre cet univers et le nôtre. Mais il ne s’agit pas ici de recherche fondamentale. Les travaux de Michel Devoret et de ses deux confrères ont eux des répercussions immenses, notamment sur l’informatique quantique.
Leur découverte a servi de base aux ordinateurs les plus puissants du monde. Après ses études en temps que chercheur John Martinis (un des trois lauréats de cette année) a d’ailleurs travaillé pour Google. Il a été l’un des scientifiques capables de mettre au point le premier ordinateur quantique de l’histoire.
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