Un tardigrade a-t-il été intriqué quantiquement ? Pas si vite.
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La semaine dernière, des rapports ont révélé qu’un tardigrade, l’un des animaux les plus robustes que nous connaissions, a fait quelque chose d’extraordinaire : il est devenu le premier organisme multicellulaire à être « enchevêtré quantique » et à survivre. L’invincibilité du tardigrade fait partie de la légende, il n’est donc pas surprenant d’entendre qu’il a peut-être subi une rencontre avec le monde quantique.
Les rapports découlaient d’un document de recherche téléchargé dans le référentiel d’études de préimpression arXiv. L’article, qui n’a pas encore été évalué par des pairs, a déclenché une rafale de tweets, de commentaires en ligne et de captures d’écran d’un article du New Scientist sur un mur payant, accompagnés d’un sentiment de perplexité et d’excitation. Le tardigrade avait rajouté un cran à sa ceinture.
Ou l’avait-il ? L’animal avait-il vraiment été intriqué quantiquement ? Au fur et à mesure que les physiciens commençaient à intervenir, la réponse est devenue un peu plus compliquée, mais le consensus a semblé, assez rapidement, étouffer l’idée d’un « enchevêtrement tardigrade ».
« Étant donné que les résultats du processus d’enchevêtrement pourraient être reproduits en décrivant l’impact du tardigrade de manière classique – c’est-à-dire sans enchevêtrement – je pense que c’est le cas ici », a déclaré John Bartholomew, développeur de matériel quantique à l’Université de Sydney. .
Essayons d’expliquer.
Les tardigrades quantiques
Le tardigrade est un invertébré microscopique connu pour survivre à certaines des conditions les plus extrêmes que les humains lui ont imposées. Le vide de l’espace ? Mode facile pour les tardigrades. Gelé? Radiation? Les tardigrades survivent également à cela – grâce à leur capacité à entrer dans un état semblable à une animation suspendue, connu sous le nom de « tun state ».
Les tardigrades de Tun ont l’air à peu près morts… mais ils ne le sont pas. Leur métabolisme tombe à presque zéro (ils deviennent « métaboliques ») et ils peuvent rester dans cet état, selon certaines expériences, pendant des décennies. Ces caractéristiques font des créatures un bon choix pour cette expérience particulière, car les ordinateurs quantiques nécessitent des températures extrêmement froides pour fonctionner.
Le monde quantique est vraiment étrange et pour comprendre cette expérience il faut (essayer) de la comprendre. C’est un endroit où notre compréhension de la physique commence à s’effondrer.
L’intrication quantique est une bizarrerie étrange de ce monde qui peut voir deux des choses — comme les électrons — liés d’une manière qui signifie essentiellement qu’ils ne peuvent pas être décrits séparément. C’est un concept difficile et hallucinant et, après avoir parlé à plusieurs experts à ce sujet, j’ai encore du mal à le comprendre.
Un qubit est un système quantique et qui a deux états possibles, un peu comme un bit informatique classique peut être un 0 ou un 1. Si vous reliez deux qubits, vous pouvez créer un nouveau système à deux qubits où les qubits peuvent exister dans les deux états à la fois. Vous pourriez faire en sorte que le qubit A soit un 0/1 et le qubit B un 0/1, mais il serait impossible de dire dans quel état se trouve l’un ou l’autre qubit avant de les mesurer.
Embrouillé? Eh bien, ça va. Ce que vous devez savoir, c’est que dans cette étude de préimpression, les chercheurs affirment qu’ils ont été capables d’entremêler un qubit avec un tardigrade. Dans leur expérience, ils ont créé ce système à deux qubits décrit ci-dessus et ont placé un tardigrade au-dessus d’un qubit (B). Ils ont laissé l’autre qubit (A) tardigrade libre. Selon les chercheurs, placer le tardigrade au-dessus du qubit B a fait baisser sa fréquence. Ceci, suggèrent-ils, est une preuve d’enchevêtrement.
D’autres physiciens ne sont pas d’accord.
« Pour que l’intrication ait un sens … vous devez avoir un état interne que vous regardez », explique Douglas Natelson, professeur de physique à l’Université Rice au Texas. Natelson a documenté ses réflexions dans un court article de blog. « Ce n’est pas de la « biologie quantique », a-t-il écrit.
En termes simples, la présence du tardigrade au-dessus du qubit B peut modifier la fréquence du qubit, mais cela ne signifie pas que le robot microscopique est devenu enchevêtré avec le qubit. Pour parler d’intrication, vous voudriez mesurer les propriétés quantiques du tardigrade, ce que l’expérience ne fait pas.
Vous pourriez tout aussi bien remplacer le tardigrade par de la poussière dans l’expérience et vous verriez un effet similaire sur le qubit.
Si tout cela vous dépasse (et pour être juste, je comprends), alors peut-être que le moyen le plus simple de comprendre tout ce gâchis quantique tardigrade passe par le physicien expérimental Ben Brubaker, qui a écrit un fil détaillé sur le sujet: « Le libellé de l’article suggère très fortement des revendications beaucoup plus fortes que les données ne peuvent le soutenir », a-t-il écrit.
CNET a contacté Rainer Dumke, un physicien quantique de l’Université technologique de Nanyang à Singapour qui a dirigé l’étude, mais n’a pas reçu de réponse.
Tardi-dieu
Bien que l’aspect de l’enchevêtrement semble pour le moins trompeur, il existe un autre aspect impressionnant de l’expérience qui devrait amener les fans de tardigrade à applaudir à nouveau la quasi-invincibilité de la petite bête.
Les chercheurs rapportent que, pour réaliser leur expérience, le tardigrade a survécu aux conditions les plus extrêmes auxquelles il ait jamais été soumis. Le fonctionnement des systèmes quantiques nécessite des températures ultra-froides, à peine au-dessus du zéro absolu (-459 degrés Fahrenheit). Dans ce cas, la température du petit animal courageux est restée à cette température et à des pressions extrêmement basses pendant plus de 17 jours.
L’équipe pense que cela montre que les processus métaboliques sont complètement arrêtés chez les tardigrades. A des températures aussi basses, les réactions chimiques deviennent impossibles. Ainsi, le tardigrade est essentiellement figé dans le temps : sa biologie interne s’est arrêtée.
Une fois l’expérience terminée, l’équipe a ramené le tardigrade à une pression atmosphérique et une température normales et a réhydraté l’invertébré dans l’eau. Ce qui manque à certains des rapports, c’est le fait que ce processus a été effectué Trois fois, chacune avec un tardigrade différent. Une seule fois, le tardigrade a été relancé avec succès, lorsque le retour d’une pression extrêmement basse à la pression ambiante (et à la température) s’est produit « en douceur ».
Bien que les gros titres sur l’intrication quantique soient passionnants, ils sont malheureusement trompeurs. le réel Le titre ici est que les scientifiques ont montré une fois de plus à quel point un tardigrade peut être robuste – et peut-être, dit Bartholomew, cet article pourrait ouvrir la porte à l’incorporation du tardigrade dans d’autres expériences quantiques à l’avenir.