Physique quantique dévoilée : un voyage poétique dans l'informatique topologique

• Une poétesse tente de représenter les lois d'un ordinateur quantique topologique à travers la poésie.
• Le poème traduit la physique quantique à la fois dans sa structure visuelle et ses choix de mots.

La poésie est une forme nuancée dans laquelle le langage est utilisé pour ses qualités esthétiques au lieu du contenu sémantique et notionnel. Le langage est utilisé d'une manière qui est ressentie par son auditeur et son public comme différente de la prose courante.

Pour explorer des phénomènes complexes et dépeindre l'inconcevable, les poèmes utilisent le rythme, l'ordre des mots, les sauts de ligne et la structure visuelle. Là où la plupart des poètes s'essaient à des descriptions grandioses d'aigles planants ou d'océans déchaînés, Amy Catanzano fait émerger la beauté de la théorie quantique.

Elle croit que la théorie quantique peut être bien expliquée par la poésie, qui offre une richesse de langage pour exprimer des idées. Pour expliquer les sentiments de manière efficace, elle a sollicité l'aide d'un physicien italien, Giuseppe Mussardo.

Poème sur l'ordinateur quantique

Généralement, la théorie quantique défie la logique que vous voyez dans le monde. Par exemple, si un matériau quantique se déplace sur une route et arrive à un embranchement, il n'a pas nécessairement à choisir entre virer à droite ou à gauche. Au lieu de cela, il peut prendre les deux routes en même temps, ce qui est impossible pour tout objet conventionnel. Pour caractériser le comportement quantique, les physiciens utilisent des représentations mathématiques strictes qui sont assez délicates pour nous tous à comprendre.

Amy Catanzano a une solution à ce problème : développer un nouveau langage ou outil qui pourrait décrire avec précision le monde quantique inexpressible. Elle a essayé de mettre cette notion en pratique en écrivant un nouveau poème intitulé « World Lines: A Quantum Supercomputer Poem ». Il représente les lois d'un ordinateur quantique topologique.

Selon elle, le langage poétique peut défier et façonner les perceptions des gens. Il peut remettre en question nos concepts de base du monde physique.

Conception d'un ordinateur quantique topologique avec 4 qubits | Crédit : APS / Alan Stonebraker

Le poème qu'elle a écrit représente une architecture faisable pour une machine quantique topologique. Il a 4 qubits (bits quantiques), chacun contenant 2 quasiparticules appelées anyons. Pour effectuer des calculs, les anyons adjacents sont échangés dans une séquence spécifique. La sortie réside dans les nœuds et tresses dits, qui sont produits par les chemins chevauchants des anyons.

Dans le poème de Catanzano, ces anyons tissés sont remplacés par 4 couplets poétiques qui se coupent les uns les autres. L'intersection de 2 lignes partage un mot qui évoque un nœud d'anyon.

Source : APS Physics

Les lecteurs peuvent voir ces nœuds (mot montré en blanc) comme des fourches dans leur chemin : ils peuvent soit lire le texte séquentiellement, soit sauter à une autre ligne à partir d'ici (mot nœud). Différents chemins produisent des tresses mondiales spéciales, menant à différents résultats, ce qui est très similaire à ce que font les ordinateurs quantiques.

Poème de l'ordinateur quantique | Crédit : APS / Alan Stonebraker

Le poème traduit la physique quantique à la fois dans sa structure visuelle et ses choix de mots. Catanzano appelle cette pratique la poétique quantique.

Ce n'est pas la première fois que quelqu'un a essayé de décrire des concepts de physique en utilisant des dispositifs littéraires. Les physiciens utilisent des métaphores pour simplifier des concepts compliqués depuis longtemps. Un tel exemple est le mot « intrication », qu'ils ont utilisé pour décrire le concept de 2 particules quantiques connectées l'une à l'autre. Cependant, cette métaphore crée beaucoup de malentendus.

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Jusqu'à présent, nous n'avons trouvé aucun langage efficace qui puisse capturer avec précision les lois de la physique quantique. Actuellement, c'est le mieux que nous ayons atteint.