Comment construire un ordinateur superluminique

La vitesse de la lumière représente l'une des limites fondamentales des lois de la physique. Rien ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière, n'est-ce pas ?

Eh bien, oui et non, disent Volkmar Putz et Karl Svozil à l'Université de technologie de Vienne en Autriche. Ils disent qu'il y a plusieurs façons dont les signaux peuvent traverser la ligne supraluminique, bien qu'aucune d'entre elles ne permette le genre de paradoxe du voyage dans le temps que les écrivains de science-fiction aiment. Par exemple, le phénomène quantique d'intrication se produit lorsque deux particules quantiques sont décrites par la même fonction d'onde. Ces particules peuvent être séparées par le diamètre de l'univers et pourtant une mesure sur l'une influencera instantanément l'autre.

Les phénomènes dits non locaux ne peuvent pas être utilisés pour transmettre des informations plus rapidement que la vitesse de la lumière mais Putz et Svozil se demandent aujourd'hui s'ils peuvent être utilisés pour les traiter, pour effectuer des tâches de calcul à des vitesses supraluminiques. Ils disent qu'il n'y a aucune raison de ne pas le faire, à condition que le traitement ne conduise pas à des paradoxes du voyage dans le temps.

Comment une telle machine pourrait-elle fonctionner ? Putz et Svozil soulignent qu'un phénomène non local peut conduire à des matériaux dans lesquels l'indice de réfraction est inférieur à un, permettant ainsi des vitesses supraluminiques. Par exemple, la lumière voyageant dans le vide peut être amenée à se former spontanément en une paire électron-positon – une paire intriquée – qui se recombine ensuite pour former à nouveau un photon. Ce processus se produit instantanément, permettant au photon de sauter efficacement dans l'espace.

Un matériau dans lequel ce type de formation de paires et de recombinaison a été favorisé aurait un indice de réfraction inférieur à un, disent-ils. Divers physiciens ont proposé de tels matériaux faits de choses comme des métamatériaux. Putz et Svozil eux-mêmes suggèrent qu'un vide rempli d'électrons ou de positons ferait l'affaire.

Ayant créé un milieu dans lequel l'indice de réfraction est inférieur à un, l'idée de Putz et Svozil est simplement d'y plonger un ordinateur. Cet acte simple (et vraisemblablement une conception intelligente pour créer un ordinateur optique en premier lieu) permettrait au calcul supraluminique d'avoir lieu.

En supposant que cet appareil puisse réellement être construit, que pourriez-vous faire avec un ordinateur supraluminique ? C'est une bonne question à laquelle Putz et Svozil ne répondent pas directement. Ils disent qu'un tel appareil appartiendrait à une classe de machines de traitement appelées hyperordinateurs. Ce sont des dispositifs hypothétiques plus puissants que les machines de Turing, qui permettent des calculs non-Turing. Ils ont été discutés pour la première fois par Alan Turing dans les années 1930.

En théorie, les hyperordinateurs peuvent calculer certains types de fonctions autrement non calculables. Cela semble pratique, mais même s'il existe d'innombrables fonctions non calculables, il est en fait assez difficile de trouver un exemple qui puisse sembler utile. Si vous avez des idées, postez-les dans la section commentaires.

Sinon, asseyez-vous et attendez une nouvelle ère d'hypercalculateurs supraluminiques. Mais ne retenez pas votre souffle.

Réf : arxiv.org/abs/1003.1238 : Sur la limite physique de la vitesse de communication par signaux lumineux

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