#quantiques

Vous êtes-vous posé un jour la question de savoir pourquoi ne peut-on pas traverser les murs ?

Avez-vous déjà rêvé de traverser un mur comme dans les films d'horreur ou de science-fiction ? Ça paraît génial, mais il y a une raison bien précise pour laquelle c'est impossible. Cette raison est liée aux lois fondamentales de la nature et à la manière dont la matière (vous, les murs, et tout ce qui existe) est faite.

Les particules : les briques de l’univers

Pour comprendre, imaginons que tout ce qui vous entoure est construit avec de toutes petites briques invisibles à l’œil nu : les atomes. Ces atomes sont eux-mêmes constitués de particules encore plus petites : d'une part les électrons, qui tournent autour d'un noyau et de l'autre les protons et neutrons, qui forment le noyau au centre.

Ces particules sont ce qu'on appelle les fermions, des petits êtres "capricieux" qui ne supportent pas de partager exactement le même espace avec une autre particule. C'est une règle fondamentale appelée le principe d'exclusion de Pauli. En gros, les électrons de notre main refusent d'occuper la même position que les électrons d’un mur. Cette "règle de non-partage" est ce qui rend la matière solide et empêche votre main de passer à travers le mur.

Maintenant, voici quelque chose de surprenant : les atomes sont presque entièrement vides ! Si on agrandissait un atome à la taille d’un stade de football, son noyau serait comme une petite bille au centre, et les électrons tourneraient très loin autour. Entre les deux ? Rien du tout, du vide !

Alors, pourquoi ne peut-on pas traverser les murs si tout est majoritairement vide ? La réponse réside dans une force invisible : la répulsion électromagnétique. Les électrons dans nos atomes et ceux du mur "se repoussent" comme des aimants de même pôle. C'est ce qui crée une barrière invisible mais infranchissable.

Néanmoins en physique quantique, il existe un phénomène appelé tunnel quantique, où des particules extrêmement petites (comme les électrons) peuvent, parfois, traverser des barrières qu’elles ne sont pas censées franchir. Mais cela ne fonctionne que pour des particules individuelles à des échelles microscopiques. Pour des objets gigantesques comme nous, les probabilités que ça arrive sont infiniment petites, quasi impossible.

Mais peut-on donc imaginer traverser un mur un jour ?

Pour le moment, la réponse est non. Car les lois de la physique rendent cela impossible. Mais la science avance à un rythme incroyable. Peut-être qu’un jour, grâce à une technologie avancée ou une meilleure compréhension des lois quantiques, on pourra "jouer" avec les particules pour traverser des barrières. Mais pour l’instant, les murs restent solides.

En résumé, nous ne pouvons pas traverser les murs parce que nos électrons et ceux du mur refusent de partager le même espace.

Ensuite parce que la matière solide est soutenue par des forces comme la répulsion électromagnétique. Et pour terminer, même si les atomes sont principalement vides, ces forces agissent comme des boucliers infranchissables.

Alors, la prochaine fois que vous posez votre main contre un mur, rappelez-vous que ce simple contact est en réalité le résultat d’un ballet complexe de particules et de forces invisibles. Et qui sait ? Peut-être que l’un d’entre nous sera le scientifique qui découvrira comment franchir cette barrière un jour !

Pour devancer la puissance de calcul des futures ordinateurs quantiques, Google travaille déjà sur des algorithmes de chiffrement plus puissants.

Google expérimente un nouveau type de cryptographie qui pourrait empêcher le piratage des communications Internet par des ordinateurs plus puissants.

Les méthodes de chiffrement utilisées aujourd’hui pour sécuriser les communications Internet ne seront pas éternellement inviolables. Les futurs « ordinateurs quantiques » qui pointent à l’horizon pourraient très bien compromettre cette sécurité. La cryptographie expérimentée par Google pourrait empêcher des ordinateurs plus puissants de casser cette protection.

La puissance de calcul des « futurs hypothétiques ordinateurs quantiques » pourrait être suffisante pour « déchiffrer toute communication Internet enregistrée aujourd’hui », a écrit hier dans un blog Matt Braithwaite, un ingénieur logiciel de Google. En particulier, le protocole TLS (Transport Layer Protocol) de sécurisation des échanges sur Internet, utilisé lors de la consultation des sites Web, ne serait plus protégé. « Une information qui devait normalement être sécurisée de façon permanente pourrait soudainement être exposée », a-t-il ajouté.

Des ordinateurs quantiques encore balbutiants 

Certes, les ordinateurs quantiques tournant actuellement sont encore de petite taille et toujours expérimentaux. Mais l’industrie technologique consacre beaucoup de ressources pour que ces machines s’inscrivent dans la réalité de demain. Par rapport aux ordinateurs actuels, qui reposent sur des données binaires 0 et 1, les machines quantiques utilisent des qubits qui peuvent prendre simultanément les valeurs 0 et 1. C’est un saut qualitatif important qui promet des performances très élevées.

Peu importe le moment où ces ordinateurs quantiques seront prêts : Google veut se préparer dès maintenant aux risques de sécurité que ces machines feront courir aux communications Internet. Pour consolider les communications actuelles, le géant de la recherche va déployer ce qu’il appelle une « cryptographie post-quantique » qu’il testera avec son navigateur Chrome Canary. L’expérience ne couvrira qu’une petite fraction des connexions entre le navigateur et les serveurs de Google, et le nouvel algorithme sera utilisé au-dessus de l’algorithme de chiffrement actuel.

Chrome utilise déjà ce chiffrement 

Pour son test, qui durera deux ans, Google va utiliser un algorithme de cryptographie appelé « New Hope ». Le géant de la recherche espère qu’il pourra ensuite remplacer l’algorithme par quelque chose de plus performant. « Rien ne garantit que notre algorithme post-quantique résistera aux ordinateurs actuels », a écrit Matt Braithwaite. « Par contre, si notre algorithme post-quantique se révèle incassable, alors il pourra protéger les communications contre un futur ordinateur quantique ».

Les utilisateurs de Chrome Canary peuvent voir si le navigateur utilise l’algorithme post-quantique dans le panneau de sécurité, en recherchant la séquence « CECPQ1 » dans l’échange de clés.

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