Le mot “quantique” est devenu synonyme de technologies de pointe, des ordinateurs quantiques, passant par le piratage quantique, pour finir aux moteurs quantiques. Des scientifiques chinois de l’Académie des sciences ont récemment attiré l’attention en développant un moteur quantique basé sur l’intrication. Ce moteur novateur exploite un processus thermodynamique où des particules passent d’états initiaux à des états hautement intriqués, prouvant que l’intrication peut agir comme une forme de “carburant”.
L’étude, publiée dans Physical Review Letters, a utilisé des ions de calcium placés dans un piège ionique pour générer une énergie mécanique utile, bien que l’efficacité reste encore au stade expérimental. Comme d’autres technologies quantiques, ce moteur fonctionne à des températures proches du zéro absolu, mais il pourrait à terme être utilisé pour alimenter des ordinateurs quantiques et des circuits avancés. Cette percée constitue une étape clé dans l’application pratique des principes de la mécanique quantique.
L’intrication : Un nouveau carburant énergétique
L’intrication quantique relie intimement les états de particules, quelles que soient leurs distances. Albert Einstein, sceptique, l’appelait “l’action effrayante à distance”, mais cette propriété est aujourd’hui un pilier des recherches en physique. Dans cette nouvelle application, publiée dans la revue scientifique Physical Review Letters, l’intrication a été exploitée comme une forme de “carburant”.
Le moteur fonctionne grâce à deux ions de calcium placés dans un piège ionique. Sous l’effet d’un faisceau laser rouge, les chercheurs ont réussi à passer ces ions d’un état pur à un état hautement intriqué. Ce processus suit un cycle en quatre étapes : absorption de photons, expansion, couplage à une charge quantique, et compression. Ce mécanisme, bien que complexe, a permis de produire une énergie mécanique utile.
Une efficacité encore limitée mais prometteuse
Si ce moteur quantique reste un prototype, il met en lumière le potentiel de l’intrication pour améliorer l’efficacité des moteurs. Contrairement aux moteurs thermiques traditionnels, ce moteur ne transforme pas la chaleur en mouvement. En revanche, l’intrication améliore la production d’énergie mécanique, même si l’efficacité énergétique globale reste comparable à celle d’autres moteurs quantiques existants.
Des moteurs quantiques précédents, comme celui développé en 2022 par des scientifiques de l’Institut des sciences et technologies d’Okinawa, avaient déjà utilisé des principes quantiques pour générer de l’énergie. Ce modèle exploitait les transitions entre des gaz de fermions et des condensats de Bose-Einstein, affichant une efficacité de 25 %. Cependant, le moteur dévoilé par l’équipe chinoise innove en utilisant directement l’intrication comme levier principal.
Des applications limitées mais un avenir prometteur
Comme la plupart des technologies quantiques, ce moteur ne peut fonctionner qu’à des températures proches du zéro absolu. Cela limite ses applications immédiates, mais il pourrait être intégré dans des systèmes utilisant déjà ces conditions, comme les ordinateurs quantiques.
L’objectif à long terme est d’améliorer l’efficacité énergétique tout en réduisant les contraintes liées aux environnements extrêmes. Si ces défis sont relevés, les moteurs quantiques pourraient révolutionner des secteurs clés, notamment les technologies de pointe et les systèmes énergétiques miniaturisés.
Intrication et avenir énergétique
L’intrication a longtemps été perçue comme une curiosité théorique, principalement explorée pour les communications et les calculs quantiques. Ce moteur démontre que ses applications peuvent aller bien au-delà. Bien que cette technologie soit encore à ses débuts, elle ouvre la voie à une ère où les moteurs quantiques pourraient surpasser les modèles classiques en termes de puissance et d’efficacité.
Avec cette avancée, la recherche sur les moteurs quantiques franchit un cap. L’intrication pourrait devenir un pilier des technologies énergétiques du futur, transformant notre rapport à l’énergie tout en s’intégrant aux innovations déjà existantes dans le domaine quantique. Le premier moteur quantique utilisant l’intrication est une preuve éclatante que les promesses de la physique quantique commencent à se concrétiser.
