Première preuve d'enchevêtrement dans la photosynthèse

Les physiciens sont fascinés par l'intrication, l'étrange phénomène quantique dans lequel des objets distincts partagent la même existence, quelle que soit la distance qui les sépare. Mais dans leur quête pour étudier et exploiter l'intrication pour le traitement de l'information, les physiciens l'ont trouvée fragile et facilement détruite. Cette fragilité semble limiter considérablement la manière dont l'enchevêtrement pourrait être utilisé.

Mais un nouveau visage plus robuste de l'intrication commence à émerger d'autres types d'expériences. Par exemple, des physiciens ont récemment trouvé la signature de l'intrication dans les états thermiques des matériaux en vrac à basse température. Cela a d'énormes implications pour les systèmes biologiques : si l'enchevêtrement est plus robuste que nous le pensions, quel rôle pourrait-il jouer dans les êtres vivants ?

Maintenant, nous commençons à le découvrir. Dans la première quantification rigoureuse de l'intrication dans un système biologique, une réponse commence à émerger. Des chercheurs de diverses institutions de Berkeley en Californie ont montré que les molécules participant à la photosynthèse peuvent rester enchevêtrées même à des températures atmosphériques ordinaires.

La preuve provient d'une étude détaillée de molécules sensibles à la lumière appelées chromophore qui récoltent la lumière lors de la photosynthèse.

Diverses études ont montré que dans les complexes de collecte de lumière, les chromophores peuvent partager des états électroniques délocalisés de manière cohérente. K. Birgitta Whaley du Berkeley Center for Quantum Information and Computation et ses amis disent que cela ne peut se produire que si les chromophores sont enchevêtrés.

Ils soulignent que ces molécules ne semblent pas exploiter l'intrication. Au lieu de cela, sa présence n'est qu'une conséquence de la cohérence électronique.

Il s'agit d'une affirmation importante qui repose quelque peu sur des preuves circonstancielles. Il sera important d'obtenir la confirmation de ces idées avant qu'elles ne deviennent courantes.

Néanmoins, si elle est correcte, la découverte a d'énormes implications. Pour commencer, les biologistes pourraient exploiter cet enchevêtrement pour mesurer beaucoup plus précisément ce qui se passe à l'intérieur des molécules pendant la photosynthèse en utilisant les différentes techniques de métrologie quantique développées par les physiciens.

Plus excitant encore, est la possibilité que ces molécules puissent être utilisées pour le traitement de l'information quantique à température ambiante. Imaginez des ordinateurs quantiques photosynthétiques !

Et au-delà, c'est la question que Whaley et co évitent complètement. Si l'enchevêtrement joue un rôle dans la photosynthèse, pourquoi pas dans d'autres organes biologiques importants également ? Quelqu'un pense à un organe où l'enchevêtrement pourrait être utile ?

Réf : arxiv.org/abs/0905.3787 : Intrication quantique dans les complexes photosynthétiques de récolte de lumière

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