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CHRONIQUES DU XXIème SIÈCLE

CHRONIQUES DU XXIème SIÈCLE


Science-fiction (2) – La téléportation

Publié par Renaud Cadrot sur 13 Février 2017, 15:22pm

Catégories : #Science-fiction

Lorsque le réalisateur de Star Trek, Gene Roddenberry, a développé le scénario de sa série sortie en 1966, il s’est confronté aux limites et aux coûts des effets spéciaux de l’époque. La maquette du vaisseau Enterprise était facile à animer dans l’espace, mais la faire atterrir de manière réaliste sur une planète dans presque tous les épisodes de la série relevait du défi technique difficilement atteignable pour un simple programme télévisé. Du coup, Roddenberry dû trouver un subterfuge moins coûteux. Lui apparut alors l’idée de la téléportation. Cela permettait à tous ses personnages de quitter le vaisseau pour se rendre n’importe où. Il suffisait de donner un effet de dématérialisation lors du transfert pour que naisse l’illusion de la téléportation et que cette technique participe à enrichir l’univers d’une série promise à un avenir glorieux.

 

Très présent dans la culture geek de ces dernières décennies, au même titre que l’invisibilité (sujet du premier Science Fiction), le concept de téléportation a pris différentes formes, du pouvoir surnaturel aux générateurs de portails spatiaux. La plupart de ces représentations relèvent davantage du rêve que d’une anticipation rationnelle des technologies à venir, mais quelques-unes s’appuient sur des théories ou travaux scientifiques bien réels. En effet, l’actualité scientifique a souvent titré autour de la question de la téléportation depuis le début du siècle. Pour bien comprendre ce que la science attend de cette question, il faut revenir un bon siècle en arrière, à la naissance de sa notion.

 

Et en matière de science physique, tout converge vers Albert Einstein.

 

S’il n’est pas le père fondateur de la discipline, il est probablement celui qui en a le plus bouleversé les fondements au travers de ses deux principales théories : celles de la relativité restreinte et générale. Il ne sera pas question ici de développer ce qu’elles exposent car il faudrait s’y attarder l’espace d’une bonne série de textes. Ce qu’il faut retenir, c’est que ses travaux vont indirectement déboucher sur deux thèses autour de la téléportation. Voici lesquelles :

 

  • La théorie des trous de ver :

 

Tout ceux qui ont vu Interstellar en 2014, savent déjà de quoi il retourne. L’usage d’un trou de ver, n’est pas à proprement parler une téléportation pure et dure, mais davantage un moyen de passer d’un point A à un point B, en un temps infiniment plus court que de passer par le chemin classique.

 

Pour revenir à Einstein, celui-ci a démontré que l’espace et le temps forment un ensemble indissociable qu’il appelle simplement espace-temps. En effet, il est commun de parler des trois dimensions de l’espace (la hauteur, la largeur, la profondeur), mais moins de celle du temps. Pour Einstein, les quatre dimensions dépendent les unes des autres, ce qui a obligé toute la discipline à revoir sa conception de l’univers entier. L’espace-temps permet d’expliquer la théorie de la gravitation, comme la déformation de sa surface, les planètes, satellites et étoiles pesant sur celle-ci et attirant les autres éléments de l’espace vers eux.

 

En 1916, les équations d’Einstein prévoyaient l’existence d’un objet, pour l’heure, purement théorique nommé « trou de ver » (c’est-à-dire qu’on ne l’a jamais observé dans la nature mais que notre interprétation de l’univers permet d’en conclure son existence). Pour faire simple, imaginez l’univers représenté sur un plan en deux dimensions (voir figure 1). Si vous souhaitez vous déplacer du point A au point B, il vous faudra tracer une ligne droite entre les deux. Si le point A est la Terre et le point B l’étoile la plus proche de notre système solaire, Proxima du Centaure, sachez qu’il faudra voyager durant des millénaires pour l’atteindre puisqu’elle se situe à 4 années-lumière d’ici (soit approximativement 40 000 000 000 000 km).

 

Figure 1 : Evidemment, les échelles ne sont pas respectées...

Einstein a prouvé que les photons, particules responsables de la lumière, sont les seuls éléments de l’univers qui ne possèdent aucune masse. Cela leur permet de voyager à 300 000 km par seconde. L’équation E=MC² que tout le monde a déjà entendu sans jamais en comprendre l’exacte signification, démontre que rien ne peut aller au-delà de cette limite fondamentale, puisqu’un objet souhaitant atteindre la vitesse de la lumière verrait sa masse augmenter à l’infini. En somme, pour atteindre Proxima du Centaure, la limite de 4 années-lumière est infranchissable en l’état. Et quand bien même nous serions capables de nous approcher de la vitesse de la lumière, il faudrait malgré tout un temps énorme à l’échelle de la vie humaine pour parcourir seulement le chemin aller (à titre d’exemple, le voyage à 100 km/h prendrait 60 millions d’années).

 

Ici intervient le concept de trou de ver. Reprenons notre plan en deux dimensions et imaginons que nous puissions le plier en deux. Un chemin serait théoriquement exploitable entre les deux faces de la feuille pliée (figure 2). Les trous de ver, seraient l’incarnation de ce raccourci entre deux points de l’univers. Si un tel tunnel cosmique est un jour découvert, cela voudrait dire que nous serions capables de parcourir une distance jusqu’alors insurmontable en un temps bien moindre. Toutefois, il faudra effectivement repérer cet objet dans l’immensité de l’univers, l’étudier longuement avant s’espérer en créer un de toute pièce, ce qui nous est complètement impossible à l’heure actuelle.

 

Figure 2

 

  • La téléportation quantique :

 

Cette fois il est bien question de téléportation au sens Star Trek du terme. C’est-à-dire le déplacement instantané d’un corps physique d’un point de téléportation vers un autre. Si une telle chose semble relever de la spéculation fabulatrice, elle existe pourtant dans notre réalité, mais seulement à l’échelle atomique.

 

La mécanique quantique est un cauchemar scientifique pour qui y plonge le nez sans en connaître les rouages. À l’image des théories d’Einstein, en décrire les fondements nécessiteraient des pages d’explication et une bonne dose de patience. Disons, pour faire simple, qu’il s’agit de la science qui régit les lois de la matière à l’échelle atomique. Disons également qu’à cette échelle, les particules se comportent et se meuvent d’une manière bien différente par rapport à notre niveau. Par exemple, les particules telles que les électrons peuvent connaître deux états superposés à la fois. C’est-à-dire qu’ils peuvent se déplacer à deux vitesses différentes en même temps, ou dans deux directions opposées, etc. Et la mesure de ces états par des scientifiques ne permet d’en révéler qu’un seul, sans percevoir l’autre. De plus, seul le hasard détermine qu’elle est cet état à ce moment-là.

 

Einstein, en son temps, ne croyait pas en cette vision de la matière à l’échelle atomique. C’est pourquoi il a mis en place une expérience de pensée (à savoir une expérience théorique se basant sur la logique et non pas sur l’expérimentation) avec deux autres scientifiques : Rosen et Podolski (appelé paradoxe EPR), dans les années 30. Celle-ci invalide la théorie précédente puisqu’elle suppose qu’en utilisant deux particules dont on ne peut définir la direction, il faudrait qu’au moment de mesurer celle de la première, la seconde prenne fatalement le sens opposé. Sauf que pour cela, il faudrait qu’un transfert d’information se déplace entre les deux particules plus vite que la vitesse de la lumière. Ce qui va à l’encontre des théories d’Einstein lui-même.

 

Pourtant, en 1982, le physicien français Alain Aspect, pourra tenter l’expérience en vrai, grâce aux progrès accomplis par la science depuis. Et contre toute attente, le paradoxe sera vérifié par celle-ci, validant les fondements de la mécanique quantique malgré la contradiction opposée aux théories d’Einstein. C’est en partie pour cette raison que la mécanique quantique qui régit l’infiniment petit et les théories de la relativité restreinte et générale qui régissent l’infiniment grand sont encore incompatibles à ce jour puisqu’elles se contredisent quoiqu’elles fonctionnent parfaitement chacune dans leurs domaines.

 

Plus tard, de nombreuses expériences, plus poussées, ont confirmé les résultats de la première. Un cap supérieur est franchi en 1993 quand Charles Bennett, un scientifique américain, théorise la téléportation quantique en imaginant une méthode qui utilise la capacité des particules décrite précédemment. Cette méthode pourrait permettre de reproduire à l'identique une particule en téléportant non la particule elle-même, mais l'information nécessaire à sa duplication. En 1997, une équipe composée d’Italiens et d’Autrichiens réussit à téléporter l’état quantique d’un proton à un autre en utilisant la méthode de Bennett. Dès lors, les expériences similaires se multiplient un peu partout, dans l’espoir de faire passer la téléportation de l’échelle quantique à macroscopique (soit à notre niveau d’existence). Le défi est de taille puisque entre une particule et ne serait-ce qu’une goutte d’eau , il y a une quantité de matière des milliards de fois supérieures (plus ou moins 1021 atomes).

 

En 2012, des équipes chinoises et allemandes parviennent pourtant à téléporter l’information de plusieurs paquets composés de 100 millions d’atomes et mesurant 1 mm² chacun. Ces quantités d’information représentent un bit informatique, rebaptisé qubit pour le cas présent (soit quantum bit). Cette expérience laisse beaucoup d’espoir à tous les industriels qui rêvent d’un ordinateur quantique capable de performances qui enterreraient sans mal les PC actuels. En effet, imaginez des machines où les bits seraient à la fois 1 ou 0, contrairement à aujourd’hui, cela permettrait une puissance de calcul démultiplié. Google a par exemple présenté un projet d’ordinateur quantique en 2015.

 

Pour ce qui est de la téléportation à l’échelle humaine, celle-ci se confronte à deux problèmes majeurs. Le premier est que pour transférer l’information contenue dans un être humain d’un point à un autre, il faudrait déployer une quantité d’énergie phénoménale puisque notre seul cerveau compte l’équivalent de 2.6×10 puissance 42 de bits. Il faudra que la science accomplisse de véritables progrès dans les décennies à venir pour qu’on soit en mesure de téléporter une telle quantité de données instantanément. Pour comparaison, aujourd’hui il faudrait quelques milliards d’années rien que pour charger le corps humain entier sur un support informatique. Ne parlons pas du temps de téléchargement vers un autre point de la planète…

 

De plus, la téléportation quantique ne permet pas un transport de matière, mais bien de l’information de la matière initiale. Ce qui implique le seul transfert de l’information et la destruction du sujet concerné. Dans Star Trek, lorsque Mr. Spock se téléporte du vaisseau à un autre endroit, son corps est en fait détruit avant d’être reproduit à l’identique par ailleurs. Si le clone est l’exact égal de son prédécesseur jusque dans ces souvenirs, ce dernier est bien mort. Si l’on pousse le raisonnement quant au devenir de la conscience, voire de l’âme pour les plus croyants, la question peut vite prendre une tournure éthique.

 

En définitive, qu’elle se matérialise sous la forme d’un portail spatio-temporel à la Star Gate ou à un transfert de données façon Star Trek, la téléportation d’objets ou d’humains est un défi qui n’est pas à la portée de notre siècle et, a fortiori, de nos existences. Toutefois les dernières expériences nombreuses en matière de téléportation de données trouveront très probablement des applications en informatique ou en matière de secret bancaire. En effet, l’envoi de messages cryptés impossibles à intercepter en utilisant les capacités de la mécanique quantique pourrait permettre aux sociétés bancaires de protéger les données de leurs clients du futur. Une application de suite moins excitante que la possibilité de partir à l’autre bout de l’univers instantanément mais le futur est malheureusement financé par des gens qui pensent d’abord à leurs premiers intérêts...

Science-fiction (2)  – La téléportation
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