Mécanique quantique et relativité générale : vers un autre monde

Clément Solym - 12.03.2012

Edition - Les maisons - temps - physique fondamentale - Carlo Rovelli


La grande révolution scientifique du XXe siècle se compose de deux épisodes majeurs. D'un côté, il y a la mécanique quantique, de l'autre il y a la relativité générale d'Einstein. La mécanique quantique, qui décrit très bien les choses microscopiques, a bouleversé profondément ce que nous savons de la matière. La relativité générale, qui explique très bien la force de gravité, a transformé radicalement ce que nous savons du Temps et de l'Espace.


Les deux théories sont très bien vérifiées, et sont à la base d'une grande partie de la technologie contemporaine.

 

Or, ces deux théories mènent à deux manières très différentes de décrire le monde, qui apparaissent incompatibles. Chacune des deux semble écrite comme si l'autre n'existait pas. Ce qu'un professeur de relativité générale explique à longueur de journées en classe est un non-sens pour son collègue qui enseigne la mécanique quantique aux mêmes étudiants dans l'amphi d'à côté, et vice-versa.


La mécanique quantique utilise les anciennes notions de temps et d'espace, qui sont contredites par la théorie de la relativité générale. Et la relativité générale utilise les anciennes notions de matière et d'énergie, qui sont contredites par la mécanique quantique.

 

Par bonheur, il n'y a pas de situation physique courante dans laquelle les deux théories s'appliquent simultanément. Selon l'échelle des phénomènes, c'est soit l'une, soit l'autre. Et les situations physiques dans lesquelles les deux théories s'appliquent, comme les très petites distances, la fin de la vie d'un trou noir ou les premiers moments de la vie de l'Univers, ne sont pas accessibles à nos instruments, pour le moment.


Il n'empêche que tant que nous ne savons pas comment articuler ces deux grandes découvertes, nous n'avons pas de cadre global pour penser le monde. Nous sommes dans une situation de schizophrénie, avec des explications morcelées et intrinsèquement inconsistantes. Au point que nous ne savons plus ce que sont l'Espace, le Temps et la Matière. La physique fondamentale d'aujourd'hui est donc dans un état lamentable.


© Dunod












Carlo Rovelli - Professeur à l'université de la Méditerranée, membre de l'Institut de France, chercheur en physique théorique, coinventeur avec Lee Smolin de la Théorie de la gravité quantique à boucles. Connu internationalement pour ses travaux, bien repéré par les médias, Carlo Rovelli est auteur de "Quantum gravity" (Cambridge University Press), et du CD Audio (+ e-book) "Temps et Espace" aux éditions De Vive Voix.

Dans ce court essai, Carlo Rovelli s'interroge sur la notion d'espace et de temps et discute des tentatives de réponses apportées par les théories anciennes et  actuelles : relativité générale, mécanique quantique, gravité quantique, cordes et autres boucles...En livrant ses réflexions de physicien qu'il lie intimement à son parcours personnel, ses déboires et ses succès, Carlo Rovelli témoigne de ce que sont la science et la mission du chercheur.




Commentaires
DIFFFERENCES ENTRE UN SUPERCALCULATEUR ET UN ORDINATEUR.

Il y a lieu de bien différencier les ordinateurs des supercalculateurs, les uns et les autres sont très différents. Par définition un Ordinateur ne comprend qu’un Processeur unocore ou multicore, je pense particulièrement aux Ordinateurs Binaires de Bureau et aux Ordinateurs Quantiques D Wave X2, D Wave 2000q et D Wave 4000q qui ne comportent pour ces 3 derniers qu’un Processeur Quantique développant des Puissances de Calcul sans précédent (300 PétaFlops pour D Wave X2, 300 Exaflops pour D Wave 2000q et probablement 300 ZettaFlops pour D Wave 4000q qui verra le jour pour ce dernier en 2019). Les Ordinateurs sont peu coûteux, à savoir :

- 15 Millions de Dollars pour les D Wave X2 et D Wave 2000q. Certains sites Web parlent de 15 Milliards de Dollars, donc à voir.

- Les Ordinateurs Binaires de Bureau qui sont munis d’un processeur DuoCore de 3 Ghz sous 64 Bits et dont le prix tourne autour de 500 à 700 euros pour la tour.

Nous allons maintenant nous intéresser aux Supercalculateurs Binaires et Quantiques. Les Supercalculateurs possèdent des centaines de milliers, voir des centaines de millions de Processeurs qui travaillent en parallèle augmentant les très hauts de débits de données informatiques à traiter tout en accroissant la vitesse de traitement du Supercalculateur de façon proportionnelle au nombre de processeurs.

- Plusieurs centaines de milliers de processeurs pour les Supercalculateurs Binaires Pétaflopiques,

- Plusieurs centaines de millions de processeurs pour les Supercalculateurs Binaires Exaflopiques,

- Plusieurs centaines de milliards de processeurs pour les Supercalculateurs Binaires Zettaflopiques.

Au jour d’aujourd’hui, il n’existe pas encore de Supercalculateurs Quantiques qui coûteront des sommes cyclopéennes atteignant des puissances bien au-delà du Yottaflopique. Le coût actuel d’un processeur quantique est faramineux donc il est facile d’imaginer le coût de plusieurs centaines de milliers de processeurs quantiques, c’est hors de prix présentement. Pour preuve 7 Supercalculateurs Binaires Exaflopiques sont en cours de construction, ils sont préférés aux Supercalculateurs Quantiques pour des raisons techniques et pécunières, à savoir :

- Ils sont beaucoup moins coûteux que les Supercalculateurs Quantiques (à voir),

- Ils acceptent le traitement de gigantesques débits de données informatiques,

- Il travaillent très vite.

Nous ne sommes pas prêt de construire des Supercalculateurs Quantiques car les Ordinateurs Quantiques de chez D Wave ne sont pas tout à fait Quantiques, certains Chercheurs et Ingénieurs les considèrent comme adiabatiques (voir les Techniques de l’Ingénieur).

https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/vaut-d-wave-2x-lordinateur-quantique-de-google-de-nasa-30854/

Pour revenir aux Ordinateurs Quantiques de chez D Wave, le prix est 15 milliards selon le site :

https://www.ginjfo.com/

et de 15 Millions de dollars selon le site :

https://www.theverge.com/circuitbreaker/2017/1/25/14390182/d-wave-q2000-quantum-computer-price-release-date

Vu que les Ordinateurs Quantiques de chez D Wave ne possède qu’un processeur, j’opte pour un prix de 15 Millions de Dollars.

Alain Mocchetti

Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes

Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985)

UFR Sciences de Metz

alainmocchetti@sfr.fr

alainmocchetti@gmail.com

@AlainMocchetti

Coordonnées de mon Journal Scientifique David Mocchetti :

https://www.facebook.com/alainmocchetti
A QUAND UN SUPERCALCULATEUR QUANTIQUE YOTTAFLOPIQUE ?

Nous allons calculer le Prix de Vente d’un Supercalculateur Quantique Yottaflopique en prenant comme base de calcul le Prix de Vente de D Wave 2000q de 15 Millions de Dollars et non pas de 15 Milliards de Dollars comme beaucoup de médias sur le net l’affichent. Vu que D Wave 2000q développe 300 ExaFlops, un Supercalculateur Quantique comprenant 100.000 Processeurs Quantiques fonctionnant sous 2048 Qubits aurait une puissance de calcul de 30 YottaFlops par seconde. Son prix de vente serait de 1500 Milliards de Dollars. Donc un Supercalculateur Quantique de 1 Yottaflop ne coûterait que 50 Milliards de Dollars, ce qui est très inférieur aux 3.000.000 Milliards de Dollars que coûterait un Supercalculateur Binaire Yottaflopique de 1 Yottaflop par seconde. La consommation électrique de D Wave 2000q est de 25 MégaWatts, ce qui veut dire que le Supercalculateur Quantique Yottaflopique de 30 YottaFlops par seconde consommerait 2.500.000 Mégawatts, il faudrait 1562 EPR de 1600 Mégawatts pour alimenter le Supercalculateur en électricité ce qui est IMPOSSIBLE TECHNIQUEMENT, car trop de Réacteurs Nucléaires qui généreraient trop de déchets radioactifs. Donc il faudrait 52 EPR pour alimenter un Supercalculateur Quantique de 1 YottaFlop par seconde. Les Supercalculateurs et les Ordinateurs Quantiques sont très gourmands en électricité.

Donc le Supercalculateur Quantique Yottaflopique (1 YottaFlop) est POSSIBLE FINANCIEREMENT ET TECHNIQUEMENT. Est-ce l’optimum technologique des Supercalculateurs Quantiques ? Par contre pour les Ordinateurs Quantiques, il n’y a pas de limite, D Wave peut construire aisément un Ordinateur Quantique fonctionnant sous 300 ZettaFlops (D Wave 4000q) et même davantage 300 YottaFlops (D Wave X000q). Il y a lieu de bien faire la différence entre un Ordinateur et un Supercalculateur. Ce qui est possible pour l’un ne l’est pas forcément pour l’autre. Si D Wave 2000q coûtait 15 Milliards de Dollars, le Supercalculateur Yottaflopique Quantique serait IMPOSSIBLE FINANCIEREMENT. Prière de bien différencier les Ordinateurs des Supercalculateurs. J’ai rédigé un Article ayant attrait à ce sujet, il figure dans le journal facebook de David Mocchetti qui est un journal scientifique gratuit.

https://www.facebook.com/alainmocchetti

Quand je connaitrais la consommation électrique du D Wave 4000q, je ferais une étude de faisabilité pour le Supercalculateur 1000 fois Yottaflopique Quantique (10^27).

Alain Mocchetti

Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes

Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985)

UFR Sciences de Metz

alainmocchetti@sfr.fr

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Coordonnées de mon Journal Scientifique David Mocchetti

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