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Sens, sensibilité et supraconducteurs

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Jonathan Monroe n'était pas d'accord avec son directeur de thèse – avec respect. Ils devaient mesurer un qubit supraconducteur, un petit circuit dans lequel le courant peut circuler pour toujours. Le qubit émet de la lumière, qui transporte des informations sur son état. Jonathan et Kater intensifient la lumière à l'aide d'un amplificateur. Ils avaient fabriqué de nombreux amplificateurs, mais aucun n'avait fonctionné. Jonathan a suggéré de changer de stratégie, avec une politesse à laquelle Emily Post n'aurait pas pu s'opposer. Le superviseur de Jonathan, Catherine Murch, ont suggéré de répéter le protocole qu'ils avaient effectué plusieurs fois.

"C'est la définition de la folie", a admis Kater, "mais je pense que l'expérimentation doit impliquer une partie de cela."

J'ai regardé l'échange via Skype, avec plus d'intérêt que j'aurais pu observer les Oscars. Un jour, j'espère, Je pourrai peser sur un tel débat, même si je travaille comme théoricien. Un jour, je me serai associé à suffisamment d’expérimentateurs pour développer mes connaissances.

Je m'associe à Jonathan et Kater sur une expérience que mes co-auteurs et moi avons proposée dans un document blogué sur ici. L'expérience est centrée sur une relation d'incertitude, une inégalité du type immortalisée par Werner Heisenberg en 1927. Les relations d'incertitude impliquent que, si vous mesurez la position d'une particule quantique, l'impulsion de la particule cesse d'avoir une valeur bien définie. Si vous mesurez l'impulsion, la particule cesse d'avoir une position bien définie. Notre relation d’incertitude implique mesures faibles. Mesurer faiblement la position d'une particule ne perturbe pas beaucoup l'élan et vice versa. Nous pouvons interpréter l’incertitude en termes de traitement de l’information, car nous exprimons l’inégalité en termes d’entropies. Entropies, décrit ici, sont des fonctions qui quantifient l'efficacité avec laquelle nous pouvons traiter les informations, par exemple en compressant les données. Jonathan et Kater vérifient notre inégalité et explorent ses implications avec un qubit supraconducteur.

Avec puce

J'avais trop peu d'expérience pour me ranger du côté de Jonathan ou de Kater. J’ai donc regardé et réfléchi à ce que donneraient leurs opinions si elles étaient exprimées sur la théorie. Est-ce que j'essaie une stratégie encore et encore, dans l'espoir de modifier mes résultats sans changer mon approche ? 

À l’Institut Périmètre de physique théorique, les étudiants à la maîtrise devaient avaler six mois de matériel de cours en quelques semaines. Je me suis demandé si je comprendrais un jour certains éléments. Mais une partie de ce matériel a refait surface au cours de mon doctorat. Encore une fois, j'ai assisté à des conférences sur la théorie de la relativité générale d'Einstein. Encore une fois, j'ai travaillé sur des problèmes concernant les observateurs en chute libre. Encore une fois, j'ai calculé les dérivées covariantes. La matière m’est parvenue. J’ai décidé de ne plus jamais me demander si je pouvais comprendre un concept. Il se peut que je ne comprenne pas un concept aujourd'hui, demain ou la semaine prochaine. Mais si je consacre suffisamment de temps et d'efforts, j'ai choisi de croire, j'apprendrai.

Ma décision s'est appuyée sur l'expérience et sur les cours dispensés par des psychologues scolaires que j'avais suivis à l'université. J'avais étudié comment le cerveau change pendant l'apprentissage et comment les pauses renforcent ces changements. Le sens, pensai-je, sous-tend ma décision – même si s’attendre à ce que les résultats changent, alors que les stratégies restent statiques, semble insensé.

Ancienne couverture

La suggestion de Kater, assimilée à de la folie, de continuer à fabriquer des amplificateurs comme avant ? Il a exprimé son cynisme à plusieurs reprises au cours de notre collaboration : L’expérience doit impliquer une certaine folie. L’expérience ne fonctionnera probablement pas avant longtemps. Bien d’autres choses risquent de se briser. 

Jonathan et moi sommes d'accord avec lui. Les expériences ont la réputation de se briser, et Kater a la réputation de connaître les expériences. Pourtant, Jonathan, avec professionnalisme et politesse, reste optimiste quant au fait que d'autres méthodes prévaudront et que nous atteindrons nos objectifs plus tôt. J'espère que Jonathan reste optimiste, et j'imagine que Kater l'espère aussi. Il prophétise la tristesse avec un quart de sourire, et son bilan parle contre lui : Il y a quelques mois, j'ai rencontré un théoricien qui avait collaboré avec Kater des années auparavant. Le théoricien s'émerveilla de la rapidité avec laquelle Kater avait opéré. Un théoricien proposerait une expérience, et boom... la proposition fonctionnerait.

Monstres marins

Peut-être que la chance a souri à la mise en œuvre. Mais la chance rejoint le sentiment qui sous-tend l'opinion de Kater : les expériences impliquent des facteurs que vous ne pouvez pas contrôler. Mettez en œuvre un protocole une fois, et il pourrait échouer parce que la température est trop élevée. Implémentez à nouveau le protocole, et il pourrait échouer parce qu'un camion est passé devant votre bâtiment, faisant vibrer le dessus de la table. Implémentez à nouveau le protocole, et il pourrait échouer parce que vous êtes tombé sur un bouton. Implémentez le protocole une quatrième fois et cela pourrait réussir. Si vous répétez un protocole plusieurs fois, votre environnement peut changer, modifiant ainsi vos résultats.

Le bon sens sous-tend également les objections de Jonathan aux opinions de Kater. Nous augmentons nos chances de réussir si nous continuons à essayer. Nous tirons notre énergie pour continuer à essayer de la créativité et de l’optimisme. Il est donc judicieux de se rebeller contre le bon sens de nos directeurs de thèse. Je me suis demandé, en regardant la conversation sur Skype, si l'étudiant Kater s'était opposé aux prophéties catastrophiques comme l'avait fait Jonathan. Kater dégage la sobriété d'un professeur titulaire mais l'irrévérence d'un Californien qui porte ses cheveux légèrement longs et qui a tatoué son alliance. La science se nourrit de la sobriété et de l'irrévérence.

Couverture verte

Qui a gagné la dispute de Jonathan et Kater ? Les deux, je pense. La semaine dernière, ils ont rapporté avoir fabriqué des amplificateurs qui fonctionnent. Le laboratoire a suivi un protocole similaire à l’ancien, mais avec plus de sérieux. 

J'ai hâte de voir qui remportera le débat sur la durée du reste de l'expérience. Quoi qu'il en soit, vérifiez Jonathan parle de notre expérience si vous assistez à la réunion de mars de l'American Physical Society. Jonathan prendra la parole le jeudi 5 mars à 12h03, dans la salle 106. Gardez également un œil sur notre article, qui fera ses débuts une fois que Jonathan aura amené l'amplificateur à se synchroniser avec son qubit.

Source : https://quantumfrontiers.com/2020/02/23/sense-sensibility-and-superconductors/

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