La physique quantique n’en finit pas d’alimenter les fantasmes. En poussant sa vulgarisation à l’extrême, et donc en la déformant fortement, cette théorie des propriétés microscopiques de la matière et de la lumière peut déjà conduire des balles à passer dans deux trous à la fois, des chats à être morts et vivants en même temps, des atomes à être téléportés instantanément… Désormais, avec une publication le 2 mars dans Physical Review Research, la mécanique quantique promet d’alimenter des moteurs perpétuels… ou presque.
L’équipe française de l’Ecole normale supérieure (ENS) de Lyon et du laboratoire franco-singapourien Majulab a ainsi réussi à amplifier un signal radio sans fournir d’énergie, simplement en mesurant les propriétés d’un composant électronique. Comme si chronométrer un patineur de vitesse suffisait à le faire accélérer. Cependant, coupons court tout de suite aux rêves d’énergie infinie : « Au total, le cycle coûte en fait plus d’énergie que l’on n’en récupère », précise Benjamin Huard, chercheur CNRS à l’ENS de Lyon.
Pourtant, l’expérience apporte plusieurs progrès dans la discipline émergente de « l’énergétique quantique » et vaut aussi pour sa beauté conceptuelle.
L’idée remonte à loin. « En 2015, sur une plage de Nouvelle-Calédonie », raconte Alexia Auffèves, directrice de recherche au CNRS et directrice du Majulab, coautrice de l’article. A l’époque, la chercheuse s’intéresse aux fondations de la mécanique quantique et en particulier à la thermodynamique quantique, domaine qui essaie d’adapter les concepts et lois classiques sur l’énergie au monde microscopique des particules. Avec ses collègues, elle transforme le déclic initial en publiant en 2017 un nouveau concept pour extraire de l’énergie, non pas à partir d’une différence de température entre deux systèmes, mais grâce à une mesure de l’état d’un objet.
La « mesure » en mécanique quantique est moins simple qu’il n’y paraît. Dans le monde classique, on peut chronométrer une particule, puis la photographier, ou faire les opérations dans l’ordre inverse, avec les mêmes résultats. Pas dans le monde quantique, où l’ordre est essentiel, rendant impossible la connaissance précise et simultanée de la vitesse et de la position. En outre, des particules peuvent être dans une superposition de deux états, rendant certaines mesures imprévisibles. Ce que l’on appelle le hasard quantique.
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