ecole de musique toulon, cours de piano
     
 
 
 
 
 
menu
 
 

rsistance

 

 

 

 

 

 

 

résistance

Consulter aussi dans le dictionnaire : résistance
Cet article fait partie du dossier consacré à l'électricité.

Quotient de la tension U aux bornes d'une résistance idéale par le courant I qui la parcourt. (R = U/I, ce qui constitue l'expression de la loi d'Ohm.)

ÉLECTRICITÉ
RÉSISTANCE DES CONDUCTEURS
La résistance d'un conducteur quelconque est le quotient de la puissance électrique qui y est transformée en chaleur par le carré de l'intensité du courant. La résistance électrique d'un fil conducteur homogène a pour expression R = ρ. L/s, l étant la dimension dans le sens des lignes de courant, s étant l'aire de la section normale aux lignes de courant et ρ la résistivité du matériau.

La résistance R d'un conducteur homogène dépend donc de plusieurs facteurs : elle est proportionnelle à sa longueur l et diminue lorsque sa section augmente ; elle dépend également de sa résistivité, selon la valeur de laquelle on dit d'un matériau qu'il est conducteur ou isolant. L'unité SI de résistance est l'ohm, de symbole Ω.

RÉSISTANCE ET CIRCUITS ÉLECTRIQUES
D'autre part, la résistance d'un circuit se définit par rapport à l'intensité I qui y circule sous l'effet d'une différence de potentiel U, selon la loi d'Ohm : R = U/I.
Les lois de la résistance ne s'appliquent qu'aux courants continus, ou alternatifs à basse fréquence. En général, la résistance d'un corps augmente avec la température ; elle peut également varier avec la pression.
La résistance R équivalente à plusieurs résistances R1, R2, …, Rn montées en série est égale à la somme des résistances : R = R1 + R2 + … + Rn.
La résistance R équivalente à plusieurs résistances R1, R2, …, Rn montées en parallèle est égale à l'inverse de la somme des inverses des résistances : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn.

RÉSISTANCE ET IMPÉDANCE
Lorsqu'un circuit contenant une self et une capacité est soumis à un courant alternatif, il oppose au courant une résistance qui ne dépend pas de la seule résistivité du corps, mais qui est une fonction complexe de la résistivité, de la fréquence du courant, du type de montage, de la capacité et de la self : c'est l'impédance.

RÉSISTANCE DES MACHINES TOURNANTES
Les moteurs opposent au courant une résistance qui dépend de leur vitesse de rotation ; c'est pourquoi il est nécessaire, pour certains d'entre eux, d'insérer dans le circuit des résistances additionnelles, dites de démarrage, pour limiter l'intensité du courant à bas régime. Certains conducteurs voient leur résistance disparaître au-dessous d'une certaine température très basse : c'est le phénomène de la supraconductivité.

 

 DOCUMENT   larousse.fr    LIEN

 
 
 
 

Exemples d'applications des rayonnements

 

 

 

 

 

 

 

L'HOMME ET LES RAYONNEMENTS

Exemples d'applications des rayonnements

Les rayonnements sont d’une très grande utilité en médecine et dans l’industrie. Par exemple, la radiographie médicale utilise la capacité qu'ont les rayons X de traverser le corps humain.

Publié le 1 juillet 2014

LA RADIOGRAPHIE ET LA RADIOTHÉRAPIE EN MÉDECINE
La radiographie médicale utilise la capacité qu’ont les rayons X de traverser le corps humain. Les différents tissus (os, muscles) ne laissent toutefois pas passer les rayons X de la même façon : les os sont plus opaques et les muscles sont plus transparents. Une radiographie permet donc de voir par contraste le squelette et, par exemple, d’observer une fracture pour mieux la soigner. Elle permet également de regarder si des tissus sont endommagés par une maladie : les radiographies des poumons, couramment pratiquées, donnent au médecin d’importantes informations sur l’état de santé du patient.

La radiographie médicale utilise la capacité qu’ont les rayons X de traverser le corps humain.
Le morphomètre, conçu par des chercheurs du CEA avec la collaboration de General Electric MSE (Medical System Europe) utilise aussi les rayons X. Cet appareil permet d’acquérir et de visualiser en trois dimensions un organe complet et de manipuler par voie informatique soit un réseau vasculaire complet, soit une structure osseuse.

Autre machine, le tomographe (ou scanner) à rayons X, à partir d’un grand nombre de projections (quelques centaines à quelques milliers) sur un détecteur linéaire, d’un calculateur et d’un logiciel de reconstruction permet d’obtenir des “coupes”, du corps entier ou de parties du corps (crâne…). Il est utilisé pour la localisation précise de lésions, tumeurs…
    

Premier équipement de radiographie itinérant
Marie Curie, née Maria Salomea Sklodowska, physicienne française d’origine polonaise, a mené avec son mari, Pierre Curie, des recherches sur les radiations. A la déclaration de la Première Guerre mondiale, Marie Curie met ses connaissances au service de la médecine de guerre et développe la radiographie pour les besoins de la santé. Elle installe alors des appareils de radiographie transportables, pesant au total 250 kg, dans des véhicules appelés les “curiettes”. Elle forme aussi les premiers infirmiers spécialisés en radiologie. En étant au plus près des zones de combat, elle a permis aux médecins d’opérer les patients précisément à l’endroit même où le projectile était logé et non plus à l’aveugle.


Une autre grande application des rayonnements en médecine est la radiothérapie ou traitement par les rayonnements ionisants. Quelques temps après la découverte des rayons X, il y a un peu plus d’un siècle, on s'est aperçu que l’action biologique des rayonnements pouvait être utilisée, à forte dose, pour traiter les cancers. Les cellules tumorales, parce qu’elles se divisent rapidement, sont plus sensibles que les autres aux rayonnements ionisants. En envoyant sur ces cellules une forte dose de rayonnements localisée, il est possible de les tuer et d’éliminer la tumeur.
Aujourd’hui, près de la moitié des personnes qui ont pu être guéries d’un cancer l’ont été grâce à la radiothérapie.


L'irradiation permet de détruire à froid les micro-organismes comme les champignons, les bactéries ou les virus.

LA STÉRILISATION PAR RAYONNEMENTS GAMMA

L'irradiation du matériel chirurgical et des aliments
L’irradiation est un moyen privilégié pour détruire à froid les micro-organismes (champignons, bactéries, virus…). De ce fait de nombreuses applications des rayonnements existent pour la stérilisation d’objets. Par exemple, la majorité du matériel médico-chirurgical (seringues jetables, etc.) est aujourd’hui radio-stérilisée par des industriels spécialisés. De la même façon, le traitement par irradiations d’ingrédients alimentaires permet d’améliorer l’hygiène des aliments : stérilisation des épices, élimination des salmonelles des crevettes et des cuisses de grenouilles… Cette technique porte aussi le nom d’ionisation des aliments.

L'irradiation d’objets d’art
Le traitement par des rayons gamma permet d’éliminer les larves, insectes ou bactéries logés à l’intérieur des objets, afin de les protéger de la dégradation. Cette technique est utilisée dans le traitement de conservation et de restauration d’objets d’art, d’ethnologie et d’archéologie. Elle est applicable à différents types de matériaux : bois, pierre, cuir…
Au préalable, elle permet de conserver des vestiges très dégradés : statues rongées par des vers, épaves anciennes en bois gorgé d’eau, etc. Dans ce cas, un traitement d’imprégnation par une résine photosensible, suivi d’un durcissement (polymérisation) sous irradiation, permet de consolider puis de restaurer les œuvres (procédé dit “Nucléart”).

Des oeuvres d’art passées aux rayons
En 1913, le physicien américain Robert Wood invente un écran éliminant les rayonnements visibles pour ne laisser passer que les ultraviolets. Ces radiations rendent fluorescents certains composés organiques, comme les vernis à base de résines naturelles. Appliquée aux peintures, cette technique de photographie sous ultraviolet permet de visualiser les réparations et restaurations successives.
L’utilisation des rayons ionisants est un atout pour percer les secrets des oeuvres d’art et de mieux comprendre les processus d’altération afin d’en assurer une meilleure conservation. La radiographie explore l’intérieur de celles-ci et permet d’en savoir plus sur elles, notamment les supports utilisés (bois, tissage…), les couches picturales (repentir, changement dans la composition, réutilisation des supports…), et pour les statues : l’armature métallique, les étapes de montage, les zones de fragilité...


LA DATATION EN SCIENCES DE LA TERRE
Les applications de la radioactivité dans les sciences de la Terre offrent un éventail extrêmement large. Elles permettent d’étudier l’état physique (solide, liquide, gaz), une zone géographique (atmosphère, océan, continent), les différentes échelles de temps (le milliard d’années pour certaines roches, quelques jours pour la circulation atmosphérique) ou d’espace (datation d’un objet ou étude à l’échelle de la planète).
Les travaux de recherche sur l’évolution passée du climat reposent sur des méthodes de carottage, d’analyse physico-chimique ultra-précises, de datation, sur la compréhension des relations entre les paramètres mesurés sur les archives naturelles et les variables climatiques.

La capacité des rayonnements à traverser la matière est utilisée dans le milieu industriel.

L'UTILISATION DES RAYONNEMENTS DANS L'INDUSTRIE

Élaboration de matériaux
L’irradiation provoque, dans certaines conditions, des réactions chimiques qui permettent l’élaboration de matériaux plus résistants, plus légers, capables de performances supérieures. C’est la chimie sous rayonnement, dont les applications sont nombreuses en médecine et dans l’industrie (par exemple isolants, câbles, gaines thermorétractables dans l’industrie électrique…).

Radiographie et neutronographie
On peut voir à travers la matière, en utilisant des sources de rayonnements ou de particules :
*         la radiographie industrielle (X ou gamma) est très utilisée en chaudronnerie, pour l'analyse des soudures, dans les constructions navales, pour le pétrole, en pétrochimie, dans l’aéronautique, pour la construction des centrales nucléaires, dans le génie civil (charpentes métalliques, structures en béton précontraint…). Ces examens radiographiques consistent, comme en médecine, à enregistrer l’image de la perturbation d’un faisceau de rayonnements X (ou gamma) provoquée par l’objet à contrôler. Ils permettent sans détruire le matériau de repérer les défauts. Les rayonnements X servent aussi à visualiser les objets contenus à l’intérieur des bagages dans les aéroports.
*        
*         la neutronographie, pour certains types d’examens, se sert des neutrons comme source de rayonnements. En effet, et contrairement aux rayons X, les neutrons peuvent aisément traverser des matériaux de forte densité (tels l’acier et le plomb) et sont très bien adaptés à l’imagerie des matériaux riches en hydrogène. Par exemple, la neutronographie permet de voir l’arrangement et la continuité d’une poudre explosive à travers une paroi en acier. Ainsi, la qualité des dispositifs pyrotechniques utilisés dans la fusée Ariane est contrôlée au CEA par cette technique. Loin d’être concurrents, la radiographie X et la neutronographie sont complémentaires.

Jauges radiométriques
Les jauges radiométriques utilisent des sources radioactives scellées, émettrices de rayonnements gamma, de particules bêta ou de neutrons. Elles servent au contrôle des niveaux de remplissage, à la mesure des densités de fluides dans les canalisations, à la mesure des épaisseurs ou des grammages (de la feuille de papier aux tôles d’acier), à l’analyse des minerais et des alliages…

 

 DOCUMENT     cea         LIEN

 
 
 
 

Quark, mson, kaon... d'o vient le nom des particules ?

 

 

 

 

 

 

 

Quark, méson, kaon... d'où vient le nom des particules ?

Par Azar Khalatbari le 04.02.2015 à 09h00, mis à jour le 04.02.2015 à 09h00


Petite histoire des géants de l’Univers, ces particules élémentaires de la matière aux dénominations mystérieuses.

PARTICULES. Pion, Kaon, Quark, J/Ψ (prononcez Ji/psy)… Les noms de gangs de rue ? De héros de mangas ? D’activistes de confréries secrètes ? Rien de tout cela ! Ces minus ignorés du grand public constituent le "vrai peuple" de l’Univers, les ingrédients ultimes du Cosmos, autrement dit les particules élémentaires de la matière.

Leurs noms étranges remplissent les livres de science du 20e siècle et inspireront sans doute un jour les historiens et sociologues qui se pencheront dans le futur sur cette période ultra faste de l’histoire de la physique. Car c’est durant ces décennies –entre les années 1910 et 1980- que les chercheurs dénichaient une nouvelle particule tous les quatre ou cinq ans. Les ingrédients ultimes du Cosmos datent tous en effet du siècle dernier. A l’exception du boson BEH, du nom de ceux qui ont formulé la première fois l’hypothèse de son existence (Brout, Englert et Higgs) - alias le boson de Higgs - qui a fini par pointer le bout de son nez au grand collisionneur à Hadrons, au Cern (Genève) en 2012.

L'épineux choix du nom
Mais comment a-t-on choisi leur nom, alors qu’ils auraient pu être simplement désignés par des chiffres et des lettres ? Le monde étant constitué de trois familles de quatre particules, les esprits savants du siècle dernier auraient très bien pu les nommer selon des "matrices", ces objets mathématiques en forme de tableau, constitués de lignes et de colonnes : A1, A2, A3 pour la première famille, jusqu’à C1,C2… C4 pour la dernière. Toute entreprise humaine étant empreinte de culture, les scientifiques ont choisi une autre voie, et l’on peut comprendre l’esprit de l’époque à travers les noms ainsi retenus. Un premier tour de piste montre l’attachement des physiciens du XXe siècle, ces pères fondateurs de la discipline, à ce que l’on appelait jadis les Humanités (littérature, philosophie, culture grecque et latine) et dont on peut déplorer l’absence de la scène scientifique actuelle.

Electron. Commençons ainsi par l’électron, cette particule élémentaire de matière, porteur d’une charge électrique négative. "Électron" vient du grec Elektros qui signifie "ambre jaune". Son découvreur Joseph Thompson (Nobel 1906 de physique) a pris comme référence l’expérience de Thalès de Milet, philosophe et mathématicien grec (VIème siècle avant JC) qui avait remarqué une des propriétés inexpliquée de l’ambre jaune. Frottée avec une peau de chat, cette résine naturelle attire d'autres objets… Nous le savons aujourd’hui, cette étrange propriété est due à la présence des électrons porteurs de charges électrostatiques.

Quark. Cette particule élémentaire qui compose le noyau de l’atome, et dont des associations forment les protons et les neutrons du noyau, fait référence au roman "Finnegans Wake" de l’Irlandais James Joyce.  L’ouvrage paru en 1939 est écrit dans une langue qui mélange le gaélique et l’anglais avec des mots inventés. Difficile à lire, il aurait cependant beaucoup inspiré des écrivains comme Beckett et Queneau. Le découvreur du Quark, le physicien américain Murray Gell-Mann –prix Nobel de Physique en 1969– s’est inspiré d’une phrase du livre : "Trois quarks pour Muster Mark". Cette onomatopée était ici utilisée pour rimer avec Mark ! Elle est devenue un mot courant de la physique… et un des ingrédients de base de l’Univers. Car c’est l’association de plusieurs quarks qui forme les particules composites appelées mésons, très éphémères.

Méson. Il existe toute une variété de mésons en fonction des différentes associations de quarks. Leur découvreur, le physicien japonais Hideki Yukawa - prix Nobel 1949-, les avait nommés en premier des mésotrons… du grec meso (médian) et électron. Mais un des pères de la mécanique quantique, le physicien allemand Werner Heisenberg, prix Nobel 1932, arguant que le terme grec mesos ne possédait pas de tr, les mésotrons furent baptisés finalement "méson". Il est vrai que le père de Heisenberg était professeur de grec à l’université de Munich !

Pion et Kaon. Ces autres types de méson doivent leur nom à la notation grec et à la prononciation de la lettre, tout comme upsilon, un autre méson dont le nom correspond à la 20e lettre de l’alphabet grec…

J/ψ (ji/psy). Les néophytes ont tendance à écrire le nom bizarroïde de cette particule  Gypsy, l’enveloppant ainsi dans des effluves exotiques. Or la double identité de ce méson provient du fait qu’il a été conjointement découvert en 1974 par Burton Richter, de l’accélérateur linéaire de l’université de Stanford (SLAC) et Samuel Ting, Américain d’origine Chinoise, qui travaillait alors au Laboratoire National Brookhaven. Ce dernier est devenu très médiatique aujourd’hui en raison de ses déclarations chocs. En mars 2013, il avait ainsi annoncé dans la presse avoir résolu un des grands mystères de l’Univers : celui de la matière noire ! Ting et Richter partagèrent par la suite le Nobel 1976 de physique… Mais tandis que Richter commença par nommer la particule par la lettre grecque ψ, son collègue rajouta la lettre J. Pourquoi J ? Aucune raison officielle n’a été avancée, mais quelques rumeurs circulent : le sinogramme?, se prononçant "ting" en mandarin ressemble à un J. Une manière de signer avec élégance…

 

 DOCUMENT        sciences et avenir.fr      LIEN

 
 
 
 

Le calcul et l'ordinateur quantiques

 


 

 

 

 

 

Le calcul et l'ordinateur quantiques

Publié le 18 mai 2021

Si l'on ne dispose pas encore d’une véritable technologie d’ordinateur quantique, qui permettrait d'exploiter toute la puissance du calcul quantique, de nombreuses routes sont néanmoins explorées aujourd’hui. Toutes font encore face à des difficultés sans solution viable. Mais l’histoire du domaine a montré que des verrous considérés comme infranchissables finissaient par être levés. C’est pourquoi la recherche mondiale est plus active que jamais et les annonces publiques se multiplient, dans le cadre de ce qui est appelé aujourd’hui la "deuxième révolution quantique".

Le calcul quantique ambitionne d'utiliser les propriétés quantiques ultimes de la matière (la superposition, l'intrication et la non-localité) pour effectuer massivement des opérations sur des données grâce à l'ordinateur quantique. Il permettrait de ce fait de dépasser très largement les capacités offertes par les ordinateurs classiques.

LES QUBITS, AU COEUR DU CALCUL QUANTIQUE
Le calcul quantique s’appuie sur des qubits, pendants quantiques des bits classiques. D’un point de vue physique, les qubits sont des systèmes matériels pouvant être mis dans deux états quantiques distincts. Conformément aux lois de la physique quantique, le qubit peut être placé dans un ensemble continu de superpositions de ses deux états de base, contrairement au bit classique qui ne peut prendre que deux valeurs (0 ou 1).
Comme les bits classiques, les qubits peuvent être utilisés pour encoder une information et soumis à des portes quantiques (équivalents des portes logiques). 

QU'EST-CE QU'UN BIT QUANTIQUE ?
Dans un ordinateur classique, l’information est stockée dans un ensemble (registre) de cases mémoires, les bits, dont la valeur est soit 0, soit 1. Un bit quantique (qubit) a, quant à lui, deux états quantiques |0> et |1>, séparés par une différence d’énergie définissant sa fréquence (fQB), et peut être à la fois dans ces deux états. Au cours d’un algorithme (succession d'opérations dites « portes logiques »), le registre de qubits se trouve dans une superposition quantique de tous ses états possibles (|00...0>, |10...0>, |11...1>, |10...1>), permettant un calcul massivement parallèle.


Le fonctionnement d'un ordinateur quantique
    
Atouts et difficultés de la recherche sur le calcul quantique
La promesse d’un parallélisme massif
Grâce à ses propriétés quantiques (superposition et intrication), un registre de N qubits se trouve à un instant donné dans une superposition de ses 2N configurations de base. Un registre de N bits ne peut, lui, se trouver que dans une seule d’entre elles à la fois.

Toute opération appliquée à un registre de N qubits s'effectuerait donc en parallèle sur les 2N états, là où un ordinateur classique doit traiter l’opération de façon séquentielle. Ce parallélisme massif ouvre des horizons extrêmement prometteurs, laissant espérer une résolution beaucoup plus rapide de certains problèmes ou l’identification d’une solution à des problèmes aujourd’hui insolubles.


L'INTRICATION QUANTIQUE
L’intrication quantique est un phénomène dans lequel deux particules (ou groupes de particules) forment un système unique, et présentent des états quantiques dépendant l'un de l'autre quelle que soit la distance qui les sépare.


Décohérence et correction d’erreurs
De très nombreux obstacles physiques et technologiques se dressent toutefois sur la route du calcul quantique, à commencer par la fragilité de l’état de superposition qui lui est nécessaire. Toute interaction, aussi minime soit-elle, avec l’extérieur (que ce soit par le biais d’interactions environnementales ou de mesures effectuées sur le système) a pour effet de détruire la superposition quantique : c’est la décohérence. La difficulté s’aggrave à mesure que le nombre de qubits intriqués augmente : le temps de cohérence d’un état intriqué de N qubits est en effet environ N fois plus court que celui d’un seul qubit.

Or, les interactions avec l’environnement ne peuvent par ailleurs être réduites à zéro, car elles sont nécessaires pour appliquer des opérations logiques sur les qubits et en effectuer la lecture. En pratique, il faut donc corriger les erreurs.

L'histoire de l'ordinateur quantique
Au début des années 1980, le Nobel de physique Richard Feynman est le premier à pressentir les possibilités faramineuses d’un ordinateur capable de tirer parti des lois quantiques.
Dès les années 1990, plusieurs théoriciens démontrent que certains calculs verraient leur résolution accélérée dans des proportions inouïes s’il était possible de les implémenter sur des bits quantiques, aussi appelés qubits, plutôt que sur des bits classiques. À condition, bien sûr, de disposer d’un processeur quantique pour les utiliser, processeur dont personne ne sait à l’époque à quoi il pourrait ressembler.


Molécules en phase liquide, ions piégés par des faisceaux laser, impureté dans les solides… les idées commencent à fuser dans les laboratoires de physique pour définir ce qui pourrait devenir les briques de base d’un futur ordinateur quantique, à l’instar des transistors de la microélectronique classique.
    

QUELS SONT LES ENJEUX DE LA RECHERCHE SUR LE CALCUL ET L'ORDINATEUR QUANTIQUES ?

Au XXe siècle, la mise au jour de la physique quantique a révolutionné notre conception du monde mais aussi notre mode de vie avec ses applications : lasers, transistors, circuits intégrés.
Une deuxième révolution quantique advient à l’aube du XXIe siècle. Elle regroupe des recherches visant à concevoir et à réaliser des dispositifs de rupture qui exploitent les phénomènes physiques de la superposition et de l’intrication quantique. C’est un domaine en pleine expansion avec de très forts enjeux scientifiques et technologiques. En particulier, la réalisation d’un ordinateur quantique, dont le calcul est intrinsèquement parallèle et permet de traiter en un temps très réduit de grandes quantités d’information, avec des performances inaccessibles au calcul classique, permettrait des approches révolutionnaires pour résoudre certaines classes de problèmes. Parmi les applications possibles :


*         La chimie : simuler, in silico, de manière exacte, la structure et le fonctionnement de grosses molécules d’intérêt pour la pharmacologie ou pour l’agronomie. Avec les plus puissants ordinateurs actuels, il est possible de simuler des petites molécules mais il est souvent nécessaire de recourir à de fortes approximations dès que la taille du système étudié augmente.
*         Le Data Mining : Accélérer la recherche d’une information spécifique dans une vaste base de données.
*         L’optimisation de procédés de l’industrie 4.0 : trouver une solution optimale dans un système complexe multiparamétrique, comme par exemple la tournée la plus rapide d’un camion de livraison ou ajuster l’offre à la demande sur un réseau électrique très décentralisé.

*         L’intelligence artificielle : au cours de la phase d’apprentissage d’un système d’IA, telle qu’une reconnaissance d’images, les informations pourraient être simultanément reconnues et non de façon séquentielle comme c’est le cas avec des processeurs classiques (examiner une situation, puis une autre, etc.).
*        
OÙ EN EST LA RECHERCHE DANS LE DOMAINE DU CALCUL QUANTIQUE ?

La recherche fondamentale dans le domaine de l'information quantique a connu un essor important cette dernière décennie. Les enjeux dans ce domaine et la rupture technologique que présenterait un ordinateur quantique ont incité de grandes entreprises à investir d'importants moyens, en s'associant à des communautés scientifiques, ou en créant leurs propres laboratoires de recherche.
L'association de Google avec l'Université de Californie de Santa Barbara ou la collaboration annoncée sur dix ans du groupe lntel avec l'université technologique de Delft illustrent l'engouement pour cette thématique de recherche et la nécessité de construire un véritable partenariat public-privé sur le long terme. Atos-Bull, leader européen du calcul intensif, s'est aussi positionné activement sur la feuille de route de l'ordinateur quantique en réalisant un émulateur d'ordinateur quantique intégrant finement mémoire et calcul dans un serveur classique optimisé, et en créant une équipe spécialisée en logiciel adapté au quantique.


4 pistes de qubits en compétition dans le monde

Actuellement, 4 types de qubits sont à l’étude dans le monde : le qubit supraconducteur, le qubit silicium, le qubit à ions piégés et le qubit photonique.
*         Le qubit supraconducteur est pour le moment la technologie la plus avancée. Il correspond à l’état d’un courant supraconducteur qui traverse une barrière très fine grâce à l’effet Josephson (c’est-à-dire l’apparition d’un courant entre deux matériaux supraconducteurs séparés par une couche d’un matériau non supraconducteur). L’objectif est de créer, à très basse température, une superposition de deux états distincts d’un courant qui oscille à haute fréquence et traverse la barrière en une boucle supraconductrice. Cette technique est utilisée notamment par IBM, Google, Intel, D-Wave et le CEA.
*         Le qubit silicium, utilise, également à très basse température, la superposition (provoquée par un champ magnétique) du spin (une propriété quantique des particules qui n’a pas d’équivalent en physique classique) d’un électron. De petite taille (généralement 30 nanomètres), les qubits silicium pourraient ainsi être intégrés par millions voire milliards sur une même puce. Ils sont en outre compatibles avec les technologies CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor : technologie de fabrication des composants électroniques), largement utilisées dans l’industrie microélectronique, ce qui leur donne un avantage compétitif pour la production en série. Cette approche est développée notamment par Intel et le CEA.<
*         Le qubit à ions piégés correspond à des orientations magnétiques d’ions, généralement de calcium, maintenus sous vide. Il fonctionne lui aussi à très basse température. Un laser sert à la mesure et exploite le phénomène de fluorescence des ions excités par le laser. Le magnétisme est utilisé pour l’activation des portes quantiques (qui sont les briques élémentaires d’un circuit quantique, fonctionnant sur quelques qubits). Certes difficilement industrialisables, les ions piégés peuvent s’intriquer plus librement et donc résoudre des calculs complexes plus facilement.
*         Enfin, le qubit photonique est, quant à lui, lui codé sur de nombreux paramètres indépendants servant à décrire l’état d’un photon (aussi appelés degrés de liberté) : polarisation, couleur, forme spatiale ou temporelle. Les portes quantiques sont réalisées à l’aide de dispositifs optiques avec des filtres à deux couleurs ou polarisants. Il faut un grand nombre de lasers pour piloter l’ensemble, ce qui est contraignant. L’avantage de cette option est que ces qubits fonctionnent à température ambiante.


Une accélération mondiale et un grand nombre d’initiatives publiques et privées
Plusieurs actions majeures à l'étranger (Etats-Unis, Royaume-Uni, Pays-Bas, Danemark) impliquent dès aujourd'hui de très grands industriels (Google, Intel…) et mobilisent des financements de plusieurs dizaines de millions d'euros.
Au niveau européen, un flagship sur l'ingénierie quantique a été décidé en 2016 et a démarré en 2018 avec l'ambition d'amener les technologies quantiques sur le marché. Le financement annoncé est d'au moins un milliard d'euros, apporté par la Commission européenne et les Etats membres sur dix ans.
A l'échelle nationale, Emmanuel Macron a présenté le 21 janvier 2021 le Plan quantique français, dont le Programme et équipements prioritaires de recherche dédié est coordonné par le CEA, le CNRS et l'INRIA.


Un grand nombre de voies à explorer pour espérer lever les verrous conceptuels et technologiques
Un grand nombre de voies de réalisation physique est développé en parallèle. Aucun consensus ni aucun argumentaire robuste n’existe aujourd’hui sur la solution la plus adaptée pour réaliser un ordinateur quantique comprenant plus d’une dizaine de qubits. Tous les systèmes étudiés jusqu’à présent se sont en effet heurtés aux problèmes de décohérence et de complexité rapidement croissante des dispositifs quand le nombre de qubits augmente : le temps de cohérence d’un état intriqué de N qubits est en effet environ N fois plus court que celui d’un seul qubit.
Or, les interactions avec l’environnement ne peuvent par ailleurs être réduites à zéro, car elles sont nécessaires pour appliquer des opérations logiques sur les qubits et en effectuer la lecture. En pratique, il faut donc corriger les erreurs. La seule architecture connue pour ce faire, appelée « code de surface », demande un très grand nombre de qubits physiques par qubit logique.
Ce problème de la correction d’erreurs est donc plus qu’ardu car ses difficultés sont d’ordre à la fois conceptuel et technologique, liant degrés de liberté, interactions, complexité, méthode d’adressage, méthode de mesure, décohérence. A ces questions s’ajoute la vaste problématique de l’algorithmique et de son implémentation pratique dans une architecture donnée (traitement des erreurs, langage de programmation…).

 

  DOCUMENT     cea         LIEN

 
 
 
Page : [ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 ] - Suivante
 
 
 


Accueil - Initiation musicale - Instruments - Solfège - Harmonie - Instruments - Vid�os - Nous contacter - Liens - Mentions légales / Confidentialit�

Initiation musicale Toulon

-

Cours de guitare Toulon

-

Initiation à la musique Toulon

-

Cours de musique Toulon

-

initiation piano Toulon

-

initiation saxophone Toulon

-
initiation flute Toulon
-

initiation guitare Toulon

Google