Anton Zeilinger : « Nous étions considérés comme de parfaits outsiders »

À cette époque, la physique quantique n’existait que dans des applications particulières de la physique du solide, des particules et de la physique nucléaire. Personne ne s’occupait directement des quanta individuels. C’est ce que disent les deux autres prix Nobel, Alain Aspect et John Clauser : Nous étions alors considérés comme de véritables outsiders. Pour cette raison, John Clauser n’a jamais obtenu de bon emploi dans une université.

À la fin du cours, un collègue et moi avons voulu en savoir plus. Nous avons obtenu le manuscrit de la conférence quantique d’Otto Hittmair de l’Université technologique de Vienne. Nous l’avons parcouru d’un bout à l’autre et avons été totalement fascinés.

Les belles mathématiques qui ont été utilisées. C’est absolument unique. Le prix Nobel Paul Dirac a écrit un formalisme de la mécanique quantique tout simplement génial. Le livre du prix Nobel Claude Cohen-Tannoudji a également été très intéressant pour nous. Mais au début des livres, on disait toujours : nous verrons ce que tout cela signifie. Ensuite, vous l’avez lu, mais ce que vous aviez promis n’est jamais venu. C’est à ce moment-là que j’ai réalisé que c’était un sujet qui n’était pas abordé.

En tant que physicien, l’expérience directe ne vous dérange pas vraiment. Vous le voyez de manière très opérationnelle. Il existe des prédictions mathématiques et des moyens expérimentaux pour les tester.

Richard Feynman a écrit à la fin de ses célèbres « Leçons de physique » qu’il souhaitait s’excuser. À savoir pour les étudiants à qui il a seulement expliqué ce qu’ils savaient déjà en principe. C’est le talent. J’ai ressenti la même chose pendant les cours de mathématiques. Lorsque le professeur développait un argument au tableau, je savais toujours à l’avance quoi faire ensuite. En physique, il y a ensuite l’expérience de l’observation du monde et des expériences qui ne peuvent être dérivées de manière purement logique.

C’est la question centrale des fondamentaux de la mécanique quantique. Elle nous a motivés tous les trois, Aspect, Clauser et moi. Nous avons réalisé que le monde n’est pas celui que nous pensons d’après notre expérience quotidienne. Un point essentiel de l’expérience quotidienne est le suivant : je vois une voiture bleue et j’ai raison de supposer qu’elle est bleue même lorsque je ne regarde pas. En physique quantique, cela ne fonctionne pas toujours. Lorsque se produit un enchevêtrement, pour lequel le prix Nobel a été décerné, cela ne fonctionne certainement pas.

Au niveau le plus profond, tout ce que nous pouvons dire à l’heure actuelle, c’est ce qui n’est pas vrai. Il n’est pas vrai de supposer que les propriétés observées existaient avant l’observation. Si je prends des mesures sur plusieurs particules intriquées, les résultats individuels sont d’une part aléatoires, mais d’autre part ils sont très fortement corrélés, de sorte que les particules doivent d’une manière ou d’une autre se connaître. Troisièmement, les observations sont totalement indépendantes de l’espace et du temps. Peu importe que quelque chose se passe avant, après, ici ou à des milliers de kilomètres. Il faut donc aussi s’interroger sur la notion d’espace et de temps. Il y a eu des discussions animées à ce sujet pendant longtemps, c’est pourquoi ces questions ont été qualifiées de gribouillis philosophiques. Cependant, des expériences ont montré que c’est vrai.

Nous ne savons pas à quoi cela ressemble, mais je suis sûr que cela existe. En fait, je pense que c’est assez clair et simple dès qu’on le voit. Nous allons nous gratter la tête et nous demander pourquoi ne l’avons-nous pas vu plus tôt ?

C’est toujours l’un des grands miracles. Même dans les recherches complexes, les lois fondamentales sont simples. Pourquoi les mathématiques sont-elles si efficaces pour décrire la nature et le monde ? En fait, c’est irrationnel. Beaucoup se sont grattés la tête à ce sujet. Quand je parle aux enseignants, je dis toujours qu’ils doivent transmettre cela à tous les enfants : que les mathématiques sont incroyablement précises. Quand je monte dans un avion, je fais confiance aux descriptions mathématiques au pourcentage près. Quiconque monte à bord d’un avion ou utilise un smartphone ne peut pas être anti-scientifique.

Mon opinion personnelle est que la séparation entre les mathématiques et la nature est artificielle. Nous avons besoin d’une nouvelle perspective, d’un concept d’unité.

La combinaison des quanta et de la gravitation fascine les physiciens depuis près de 100 ans. Certaines des personnes les plus intelligentes se sont creusé la tête à ce sujet – et sans succès. Cela signifie que nous cherchons probablement au mauvais endroit.

Je pense qu’en sciences naturelles : oui. Notre cerveau a été façonné par l’évolution et les processus les plus complexes impliquent des stratégies sociales. Pourquoi diable pouvons-nous faire de la physique quantique avec ça ? En fait, nous n’en avons pas besoin. Mais le cerveau est formidable dans le traitement de l’information, et ses limites sont loin d’être atteintes.

En téléportation, l’information est quelque chose de complètement inaperçu, inaperçu. La question de savoir ce qui est transféré de A à B est absurde en soi. Tout ce qui compte, c’est d’où il vient et où il va. Je pense que la séparation entre réalité et information est une erreur – ce qui ne veut pas dire que tout n’est que information. Nous avons besoin d’un nouveau concept, comme celui créé par Isaac Newton avec la gravité.

Non, c’est trop réaliste. L’information est plutôt un moyen d’acquérir des connaissances.

La téléportation de 1997 n’était qu’une étape sur la voie de l’expérience GHZ de 1998, qui est mon expérience la plus importante à ce jour. L’état GHZ porte le nom de Daniel Greenberger, Michael Horne et moi-même, nous l’avons découvert en théorie. Dans l’expérience, nous avons pu montrer l’intrication de trois particules et réfuter l’existence de variables cachées pour les propriétés définitives, c’est-à-dire non statistiques. Cela a été une grande surprise pour beaucoup. Car pendant longtemps, beaucoup ont pensé que l’enchevêtrement des particules était dû à des influences statistiques inconnues. Le résultat de cette époque est également important car les états GHZ constituent un aspect central des ordinateurs quantiques.

À la fin des années 1980, j’ai pris la décision d’arrêter de travailler avec les neutrons et de travailler avec les photons, car on peut les produire à des densités beaucoup plus élevées. J’ai donc recherché les principaux groupes de recherche dans ce domaine. Je les ai trouvés en Californie et à Rochester, New York. Les collègues ont été totalement ouverts, m’ont montré leurs laboratoires, sont venus à Innsbruck et ont mis en place les expériences avec nos étudiants.

Je dois réfléchir : comment dois-je diriger le faisceau, quels miroirs dois-je utiliser, quels cristaux pour générer les photons intriqués ? J’ai passé beaucoup d’appels téléphoniques et demandé à mes collègues ce qui était possible. La créativité vient du groupe – et au fil du temps, si vous traitez un problème pendant longtemps.

Nous voulons essayer cela dans le monde entier, également sur d’autres continents. Si je communique sans écoute via la téléphonie quantique entre Vienne et l’Antarctique, ce sera dans tous les journaux. Nous faisons cela principalement pour susciter l’intérêt des gens pour la physique quantique – c’est très important pour moi. Mais nous travaillons également sur d’autres expérimentations qui n’occupent pas plus d’un mètre carré.

Vous pouvez imaginer que si je vous le dis maintenant, ça va être une course. Je ne veux pas de ça, je veux y travailler en paix.

C’est complètement ouvert. Regardez les ordinateurs classiques. Il y a quelques décennies, personne n’aurait pu prévoir que nous ferions ce que nous faisons aujourd’hui : passer des appels vidéo sur plusieurs ordinateurs en réseau.

Je pense qu’on leur confiera des tâches très spécifiques, par exemple simuler un problème de physique du solide. Les ordinateurs quantiques que tout le monde utilise à la maison sont encore du domaine de l’imagination.

J’en ai discuté une fois avec un banquier de haut rang. Il a déclaré que la technologie actuelle devait être abandonnée et que le système était complètement reconstruit. Il existe actuellement de légères failles en matière de sécurité, mais les combler ne justifierait pas d’énormes efforts. Et il a déclaré : « Bien sûr, je mettrai immédiatement en œuvre le cryptage quantique si la concurrence le fait. »