Nouvelles avancées vers le calculateur
quantique
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 01/10/2010
Le
principe du calculateur quantique repose sur l'intrication de
systèmes quantiques séparés, dits qubits.
L'intrication de 2 qubits (ou plus) produit une superposition
d'états permettant de conduire des opérations
en parallèle.
Pour qu'un tel calculateur puisse être efficace, il devrait
comporter des centaines ou milliers de qubits. Le maximum atteint
jusqu'ici est de 12. Mais dès ce niveau, les chercheurs
craignent d'éprouver des difficultés pour comptabiliser
les résultats et corriger les erreurs.
Dans le numéro 467 de Nature, deux équipes
signalent l'intérêt d'une approche différente.
Il ont réussi à intriquer des qubits faits de
circuits superconducteurs, technologie utilisée dans
l'industrie des composants électroniques. Ceux-ci sont
considérés comme les candidats les meilleurs pour
construire un calculateur quantique.
Les auteurs ont réussi des intrications à 3 qubits
avec de tels dispositifs. Longtemps considérée
comme difficile à obtenir par rapport à l'intrication
de 2 qubits, elle présente l'avantage de permettre la
correction des erreurs quantiques. Cette correction est essentielle
dans ce type de calculateur car ses composants peuvent changer
d'état et perdre de l'information beaucoup plus facilement
que les composants électroniques ordinaires. Ainsi un
rayon cosmique de passage pourrait à tout moment faire
passer un qubit de l'état 1 à l'état 0,
sans que les utilisateurs du calculateur s'en aperçoivent.
En effet, mesurer les bits pendant le calcul pour contrôler
leur état provoquerait la destruction de l'intrication.
Au contraire, l'intrication de 3 qubits rend possible le contrôle
de l'état de 2 d'entre eux pendant que le calcul se poursuit
sur le 3e.
Pour construire leur système, l'équipe dirigée
par Rob Schoelkopf de l'Université Yale a utilisé
des fils d'aluminium superconducteurs refroidis à 1°
du zéro absolu. Les circuits étaient liés
de telle façon que le courant s'écoulant dans
l'un influençait les autres. L'intrication était
générée par des rafales de micro-ondes
capables de modifier l'état des circuits. L'intrication
obtenue résulte d'un état global dit Greenberger–Horne–Zeilinger
(GHZ) : tous les qubits sont dans une superposition d'états
où ils se trouvent tous 3 simultanément dans l'état
1 ou l'état 0.
La
seconde équipe, dirigée par John Martinis de l'Université
de Californie a réussi, outre un état GHZ, à
créer un état dit W dans lequel un qubit à
une valeur de 1 et les deux autres une valeur de 2, ou réciproquement.
Des doutes ont cependant été émis sur l'intérêt
pratique de tels dispositifs, obligeant à travailler
près du zéro absolu. A terme, Il faudra certainement
trouver autre chose. Rappelons aussi que certains chercheurs
mettent tout simplement en doute la possibilité d'obtenir
des qubits ou état de la matière ainsi nommés.
Références
- DiCarlo, L. et al., Nature 467, pages 574-578 (2010) : Preparation
and measurment of three-qubit entanglement in a superconducting
circuit
- Neeley, M. et al., Nature 467, pages 570-573 (2010) : Generation
of three-qubit entangled states using superconducting phase
qubits
L'ACM
SIGGRAPH et les robots marcheurs
Jean-Paul Baquiast - 28/09/2010
L'
ACM SIGGRAPH, "Association for Computing Machinery's Special
Interest Group on Graphics and Interactive Techniques"
vise à "grouper les personnes
et entreprises ayant un intérêt commun pour la
théorie, la conception, la réalisation et l'application
du graphisme numérique et des techniques interactives
(en sciences, ingénierie, médecine, exploitation
des ressources, commerce, industrie, éducation, art et
autres domaines) dans le but de faciliter la communication et
la compréhension entre l'homme et la machine". Elle
existe depuis 1973, et se développe régulièrement.
Le
SIGGRAPH 2010 s'est tenu à Los Angeles du 27 au 29 juillet.
Le prochain se tiendra en août 2011 à Vancouver.
A Los Angeles, les chercheurs Martin De Lasa, Igor Mordatch
et Aaron Hertzman y ont présenté les algorithmes
évolutionnaires les plus récents permettant à
des figures animées, puis ultérieurement à
des robots, de marcher comme des humains (voir l'article de
MacGregor Campbell Walk
like a human et la vidéo
associée dans le NewScientist du 7 août
2010)
Le
chapitre français, dont l'INRIA est membre, est très
actif.
Pour
en savoir plus
SIGGRAPH : http://www.siggraph.org/
SIGGRAPH 2010 : http://www.siggraph.org/s2010/
Chapitre parisien : http://paris.siggraph.org/
Article de l'INRIA : http://www.inria.fr/actualites/2010/siggraph.fr.html
Le
Google Lunar X prize
Jean-Paul Baquiast - 25/09/2010
Les
Français sont si peu intéressés par l'Espace
que nul écho n'est donné à plusieurs évènements
mondiaux qui en ce début octobre mettent en évidence
les enjeux de l'exploration spatiale pour les Etats, pour les
industries spatiales et – en principe – pour l'humanité.
Le premier
de ces évènements est la World Space Week ou semaine
spatiale mondiale, organisée par l'ONU du 4 au 10 octobre
2010. Toutes les organisations, étatiques, universitaires
et privées, sont invitées à y participer.
L'objectif affiché est l'organisation coordonnée
d'évènements « mettant en évidence
la contribution des sciences et technologies spatiales à
l'amélioration de la condition humaine ».
Pour les puissances spatiales, se sera l'occasion de promouvoir
leurs programmes, leurs ressources humaines et technologiques,
leur vision du rôle de l'Espace dans les prochaines décennies.
Un second
événement, tout aussi significatif en termes géostratégique,
est la tenue du Google Lunar X prize Summit dans l'Ile de Man
les 4 et 5 octobre 2010. Google s'était associé
il y a 4 ans avec la Fondation Xprize pour offrir un prix de
30 millions de dollars destiné à récompenser
la première équipe entièrement privée
qui sera capable d'envoyer un robot sur la Lune. Le robot devra
y accomplir un parcours de 500 mètres et retransmettre
sur la Terre des images, vidéos et données. L'objectif
n'est pas à la portée du premier venu. Il suppose
la mise au point et/ou l'utilisation de lanceurs, orbiteurs
et alunisseurs, sans mentionner le robot lui-même et les
télécommunications associées. Le budget
de l'ensemble dépasse largement les 30 millions du prix.
Les équipes devront donc nécessairement coopérer
avec des agences spatiales publiques ou des industriels de l'espace
bien établis. Quoiqu'il en soit, 21 équipes se
sont inscrites, dont l'une italienne et l'autre catalane (voir
http://www.googlelunarxprize.org/lunar/teams
).
La Fondation
Xprize repose principalement sur les contributions des deux
géants des télécommunications Cisco pour
les réseaux et BT (British Telecoms) Global services
pour les services associés. Son objectif est d'encourager
des projets industriels ou universitaires innovants dans les
secteurs de l'énergie, des transports, des bio et cognotechnologies.
L'espace est considéré à juste titre par
cette fondation comme un enjeu stratégique.
Google pour sa part vise à se diversifier dans tous les
domaines porteurs d'avenir, comme nous l'avons rappelé
dans un article publié sur ce site. Avec Google Earth,
il avait montré depuis déjà plusieurs années
son intérêt pour les applications satellitaires
et le GPS.
Google comme
la Fondation X Prize s'inscrivent ainsi de façon spectaculaire
dans la politique actuellement décidée aux Etats-Unis:
désengager la Nasa des projets spatiaux, en réduisant
sensiblement ses crédits, et encourager des entreprises
privées capables de prendre le relais tout en bénéficiant
de l'expérience et parfois des équipes de la Nasa.
Ainsi, comme nous le rappelons dans notre éditorial (http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2010/110/edito.htm),
la Nasa semble avoir pratiquement renoncé à prendre
en charge une prochaine mission lunaire, de même qu'elle
a pratiquement renoncé à entretenir la station
spatiale internationale et les liaisons par navette avec cette
dernière. Concernant la compétition pour le Google
Lunar X prize, la Nasa, toute honte bue, vient d'annoncer qu'elle
désirait bénéficier de l'expérience
acquise par la ou les équipes gagnantes, et qu'elle était
prête à en payer le prix, soit 10 millions versés
à chaque équipe répondant à un cahier
des charges fixé par elle. Ceci devrait lui permettre
de s'informer de l'état de l'art dans un domaine où
les références passées de la Nasa, aussi
glorieuses soient-elles, ne lui permettent plus de s'affirmer.
Le fait que le Google Lunar X prize Summit pour 2010 se tienne
à l'Ile de Man, connue non par son expérience
spatiale mais par ses compétences en termes de paradis
fiscaux, n'est pas anodin. Il s'agit d'une nouvelle touche donnée
à la politique de privatisation de l'Espace actuellement
mise en oeuvre par l'Amérique et par les Européens.
Nous avons
indiqué dans l'éditorial précité
que, pour ce qui les concerne, la Chine et l'Inde tiennent à
conserver la maîtrise gouvernementale sur la politique
spatiale. Il s'agit pour ces puissances d'un enjeu géostratégique
et civilisationnel majeur. Les entreprises privées n'en
seront pas exclues, mais la direction devrait rester dans les
prochaines décennies définie par la nation et
les institutions publiques qui l'incarnent.
Pour
en savoir plus
Le
Google Lunar X prize http://www.googlelunarxprize.org/
Xprize
Foundation http://www.xprize.org/
BT Global Services et Cisco
World
Space Week 4/10 octobre http://www.worldspaceweek.org/
en
français http://www.worldspaceweek.org/intro_-_french.html
Des
pré-néandertaliens industrieux ...et
rouennais
Jean-Paul Baquiast - 18/09/2010
Stéphane Foucart, dans Le Monde du 18 septembre, rapporte
et commente la découverte faite sur le site de Tourville-la-Rivière
(Seine-Maritime) par des chercheurs de l'Institut national de
recherches archéologiques préventives (Inrap).
Différents fossiles de grands mammifères aujourd'hui
éteints, datés d'environ 200.000 ans, ont été
retrouvés dans des gravières correspondant à
l'ancien lit de la Seine. Ils auraient été apportés
là par le courant et rapidement recouverts de limons
qui auraient assuré leur conservation.
A
proximité se trouvaient les restes d'un atelier de débitage
d'outils en silex que viennent d'exhumer les chercheurs de l'Inrap.
Ces outils sont caractéristiques des populations pré-néandertaliennes
et néandertaliennes qui hantaient la région il
y a 200 000 ans. Ils représentent une technique déjà
sophistiquées de taille en pointe, dite «Levallois».
Selon le préhistorien Jean-Philippe Faivre (Inrap, Laboratoire
Pacea), responsable de la fouille depuis 1980, cet atelier avait
permis de confectionner de quoi découper les nombreux
cadavres accumulés sur la berge, afin, soit de consommer
la viande, soit plus probablement d'utiliser peaux, os et viscères.
Selon les chercheurs, les hominiens ayant procédé
à ces activités ne pouvaient être que des
néandertaliens, les seuls présents sur notre territoire
à ces époques. Peut-être même s'agissait-il
de pré-néandertaliens, dans la mesure où
l'origine exacte des néandertaliens reste discutée.
Quoiqu'il en soit, ils étaient particulièrement
industrieux, ce qui confirme le caractère évolué
de ces hominiens (dits parfois homo sapiens neandertalensis).
Rappelons cependant que les australopithèques africains,
plus vieux de quelques 2 millions d'années, sont désormais
considérés comme des utilisateurs d'outils de
pierre, dont ils se seraient servi pour découper des
charognes ou faire des lanières (voir à ce sujet
l'essai de Timothy Taylor, The Artificial Ape, How technology
changed the course of human évolution cité
sur ce site http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2010/110/livresenbref.htm
)
Pour
en savoir plus
Un article
de l'excellente revue Hominidés
http://www.hominides.com/html/actualites/taille-de-silex-neandertal-tourville-la-riviere-0343.php
Colloque
Ecologie 2010
Jean-Paul Baquiast 18/09/2010
Pour
la première fois en France, un grand colloque d'écologie
scientifique a eu lieu du 2 au 4 septembre 2010 au Palais des
Congrès (Corum) de Montpellier. La discipline étudie
les relations entre les êtres vivants et les milieux où
ils vivent. Initialement très spécialisée,
elle entretient désormais des relations avec d'autres
disciplines, des géosciences à l'économie
et la géopolitique. L'importance du changement climatique
a beaucoup pesé dans cette ouverture. L'analyse du "Système
Terre" selon Alain Franc, de l'INRA et co-organisateur
du colloque, a beaucoup progressé grâce à
la multiplication des moyens d'observation à l'échelle
de la planète. Elle est couplée à une vision
globale de la biosphère.
En France,
l’écologie scientifique est très vivante.
Elle soutenue par de nombreuses universités et plusieurs
organismes de recherche. Elle s’est structurée en
diverses thématiques animées par des réseaux.
De nombreux fronts de connaissance et questions sociétales
actuelles nécessitent la rencontre de toutes ces thématiques.
Lancé
à l’initiative des réseaux ComEvol, EcoVeg,
GDR Traits, JEF, PPD, et REID (voir le site pour plus de détails),
ce colloque a pour objectif de stimuler la dynamique scientifique
en réunissant les différents acteurs de l’écologie
scientifique.
* http://www.ecologie2010.fr/
* http://www.sfecologie.org/2010/symposium-sfe-ecologie-2010/
Passage
d'astéroïdes dans la banlieue de la Terre le 8 septembre
2010
Ces
deux objets font partie des milliers sinon millions d'autres
gravitant dans le système solaire. Ils ont été
identifiés le 5 septembre par le Catalina Sky Survey
de Tucson, Ariz., lors d'une observation de routine. L'information
a été confirmée par le Minor Planet Center
de Cambridge, Mass. L'astéroïde le plus proche est
passé à 79.000 km de la Terre.
Il
n'est pas facile de simuler précisément les conséquences
qu'aurait eu son entrée directe dans notre atmosphère.
En l'état actuel des technologies, il serait impossible
de dévier de tels objets en cas de route de collision.
Article de Space Daily
http://www.spacedaily.com/reports/Two_Asteroids_To_Pass_By_Earth_Wednesday_999.html
Des
bombes à retardement dans les océans
Jean-Paul Baquiast- 08/09/2010
Il
s'agit des milliers d'épaves coulées, principalement
durant la seconde guerre mondiale, dans pratiquement toutes
les mers du globe. Ces navires se dégraderont progressivement
dans les prochaines années, étant en train d'atteindre
la limite de résistance de leurs structures. Les épaves
non encore détruites relâcheront du carburant de
soute, du pétrole et le cas échéant d'autres
cargaisons dangereuses. Les quantités ne sont pas considérables,
au cas par cas. Mais cumulées, on estime qu'elles pourraient
atteindre 10 à 20 fois ce que vient de relâcher
le puits de pétrole de BP dans le golfe du Mexique.
Beaucoup
de ces épaves se trouvant sur les plateaux continentaux,
notamment dans des milieux tropicaux fragiles, et non dans les
fosses océaniques, les dégâts seront considérables.
Malheureusement il faut compter plusieurs millions d'euros pour
dépolluer une épave non immédiatement accessible.
Qui paiera?
Un
article
qui vient d'être publié par le NewScientist inventorie
les différentes études menées à
ce sujet par les nations maritimes ces dernières années,
et discute les solutions possibles. Pour notre part, nous n'en
voyons guère susceptibles d'être conduites à
l'échelle qu'il faudrait. Une nouvelle fois, les océans
et les espèces marines seront victimes des humains.
Nouvelles
menaces
de contamination par la grippe aviaire
Jean-Paul Baquiast - 08/09/2010
Il
est facile de faire des plaisanteries sur les menaces que comporte
l'actuel virus H1N1, lequel s'est révélé
à ce jour assez bénin pour l'homme.
Ce n'est pas une raison pour ne pas prendre au sérieux
le beaucoup plus redoutable virus H5N1 de la grippe aviaire,
mortel pour l'homme à 60%. Des chercheurs indonésiens
viennent de constater, dans ce pays où il sévit
de façon endémique, qu'il pourrait se transmettre
plus facilement qu'auparavant des volailles aux porcs. Chez
ceux-ci cependant, il ne passe pas encore d'individu en individu,
mais la perspective est loin d'être exclue. Le virus semble
en train de muter. De plus, des porcs infectés pourraient
être porteurs sains, donc indétectables. En ce
cas, la contamination des humains pourrait se faire à
grande échelle, vu les similitudes entre le porc et l'homme.
Les experts médicaux pour qui les plus grands dangers
menaçant l'humanité tiennent à l'apparition
de virus et germes mutants mortels ne devraient donc pas à
la légère se voir accuser de travailler pour les
laboratoires pharmaceutiques.
Pour
en savoir plus
New
Scientist http://www.newscientist.com/article/dn19414-bird-flu-jumps-to-pigs.html
Des
cellules vivantes éventuellement d'origine extraterrestre?
Jean-Paul Baquias et Christophe Jacquemin -05/09/2010
Godfrey
Louis, physicien de l'université Cochin de science et
technologie près de Kérala, au sud de l'Inde,
avait recueilli en vue d'examen des échantillons d'une
mystérieuse pluie rouge tombée en 2001 pendant
deux mois dans la région. Nous avions signalé
ce phénomène.
La couleur rouge de ces pluies s'était révélée
due à la présence de nombreuses cellules analogues
à des globules rouges, mais sans correspondance précise
avec des formes de vie existant sur Terre. Certains avaient
vu là un exemple de panspermie, c'est-à-dire d'ensemencement
de l'atmosphère terrestre par des germes venus de l'espace.
La
panspermie est une hypothèse un peu facile mais qui n'est
pas à refuser totalement, permettant d'expliquer l'apparition
de la vie sur Terre il y a plus de 4 milliards d'années.
Elle est facile car elle n'explique pas la présence de
cette vie éventuelle dans le cosmos.
A
l'époque Godfrey Louis avait étudié ces
cellules, dans lesquelles il n'avait pas identifié d'ADN.
Elles auraient pu être des globules rouges sanguins, mais
ceux ci sont détruits par l'eau de pluie. Leur origine
était donc restée inconnue. Il avait suggéré
en 2006, dans le journal Astrophysics and Space, qu'il pouvait
s'agir de particules d'origine extraterrestre, pouvant provenir
d'une comète qui se serait désintégrée
en haute atmosphère. Une explosion aurait été
entendue à l'époque, pouvant correspondre à
ce phénomène.
Depuis Godfrey Louis a poursuivi l'étude de ces cellules,
conjointement avec le Pr. Chandra Wickramasinghe de l'Université
de Cardiff, un des pères, avec le physicien Fred Hoyle,
de l'hypothèse de la panspermie. Aujourd'hui, ils viennent
de publier le résultat de ces études, qui est
assez stupéfiant. Les cellules (voir photo) se reproduisent
sans ambiguïté, mais seulement à des températures
voisine de 121° C, température à laquelle
ne survivent sur Terre que de rares bactéries extremophiles.
Cette découverte devra évidemment être vérifiée
avec les différents moyens actuels de l'étude
des molécules biologiques. D'ores et déjà,
comme le montre le débat ouvert sur le site de la Technology
Review, des objections plus ou moins pertinentes peuvent être
faites. Mais les auteurs de la publication n'en démordent
pas et n'abandonnent pas l'hypothèse extraterrestre.
Bien plus, mais il n'est pas certain que l'argument confortera
leur dossier, Wickramasinghe remarque que les cellules rouges
controversées émettent lorsqu'elles sont soumises
à la lumière une fluorescence semblable au spectre
de divers émissions observées dans la galaxie.
L'une de celle-ci provient du Rectangle Rouge (rouge?), un nuage
de poussières et de gaz entourant une étoile jeune
dans la constellation Monocerous.
Entre une découverte véritablement bouleversante
et un simple scénario pour un bon roman de SF, l'avenir
dira ce qu'il faudra retenir. Les deux possibilités ne
s'excluraient d'ailleurs pas. A vos claviers.
Pour en savoir plus
Article de
Technology Review http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/25699/
Voir aussi
arxiv.org/abs/1008.4960:
Growth And Replication Of Red Rain Cells At 121oC And Their
Red Fluorescence
Survie
de l'homme en apesanteur. Une étude inquiétante
Jean-Paul Baquiast - 05/09/2010
Une
étude conduite par Gilles Clément de l'Université
de Toulouse a porté sur les dossiers médicaux
de six astronautes européens ayant effectué des
séjours de plus ou moins longues durées dans la
station russe Mir, entre 1988 et 1999. La publication des résultats
a été retardée de 10 ans à la demande
des intéressés. Il reste qu'aujourd'hui aucune
autre étude de cette sorte n'a été faite,
concernant par exemple les séjours sur l'ISS. L'étude
de Toulouse concerne donc toute sa valeur, d'autant plus que
les conditions des séjours de longue durée en
apesanteur n'ont guère été modifiées.
Or
le diagnostic est inquiétant et jette un doute sur la
possibilité, sauf changements technologiques radicaux,
d'envisager des vols à longue distance, par exemple vers
Mars ou l'un de ses satellites, et moins encore des séjours
sur place. Ces missions dureraient plus d'un an et selon les
résultats de l'étude, mettraient tellement en
danger le potentiel physique des astronautes qu'ils ne pourraient
plus faire aucun travail utile une fois débarqués
sur la planète. Ils y subiraient évidemment une
gravité certes moindre que la pesanteur terrestre, mais
néanmoins notable.
Malgré
la sélection ultra-sévère à laquelle
sont soumis les candidats astronautes, on a constaté
à leur retour sur Terre, après des séjours
variant entre 14 et 189 jours, que leur corps, adapté
à l'apesanteur, ne pouvait plus supporter sans une longue
réacclimatation le retour de la gravité. Le coeur,
les muscles et les articulations s'étaient adaptés
à l'absence d'effort. Les exercices prévus à
bord ne suffisaient pas pour maintenir leur potentiel. Les muscles
avaient ainsi perdu au moins 30% de leur puissance, devenus
comparables à ceux d'un octogénaire.
Il
est donc urgent dorénavant de prévoir différents
dispositifs permettant de maintenir en état des équipages
destinés à des explorations planétaires.
Celles-ci ne sont pas encore vraiment à l'ordre du jour,
mais la préservation du potentiel humain devrait dès
maintenant faire l'objet de recherches approfondies.
Pour
en savoir plus
Gilles
Clément
http://www.cerco.ups-tlse.fr/fr_vers/annuaire/gilles_clement.htm
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Automates
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