Intro à la mécanique quantique
Par où passent les photons ?

Vous voilà au tout début pour comprendre la mécanique quantique.

Accessoirement, vous n'apprendrez pas ici à résoudre des problèmes de mécanique quantique. Je ne vous enquiquinerai pas avec des équations : l'objectif est plutôt de saisir l'étrangeté de notre monde.

Je vous ai sélectionné quelques expériences de base qui vous feront comprendre... que c'est incompréhensible. Mais il faut les connaitre, c'est ainsi que fonctionne notre univers. Reste à espérer que quelqu'un, un jour, nous trouvera une explication satisfaisante à tout ça.

Vous verrez qu'une seule équation ─la fameuse équation de Schrödinger─ permet de calculer certains résultats d'expériences avec une excellente prédiction.

Mais le pourquoi et comment de cette équation reste un mystère pour tout le monde. On en est réduit à accepter cette équation telle qu'elle est, puisqu'elle marche.

Ce point est peut-être le point fondamental de ce qu'il faudra retenir de tout mon cours !

La mécanique quantique est bizarre, comme on le sait. Il nous faudra voir :

• Le concept de quanta (quantum au singulier, c'est du latin) : le monde n’est pas continu, mais (souvent) discret, à commencer par les atomes.
• De plus, on s’est rendu compte qu’on ne pouvait pas toujours tout connaitre, il existe des variables dites conjuguées. Si vous savez où se trouve une particule, alors vous ne connaissez pas sa vitesse et réciproquement (avec une certaine précision). Du coup on se retrouve avec des probabilités de trouver des choses.
• C’est encore pire que ce que l’on croit, car quand on veut regarder quelque chose, alors on la perturbe forcément, c’est le problème de l’influence de l’observateur ─souvent mal interprété. Du coup on n’est pas sûr de savoir ce qui se passe vraiment derrière notre dos.
• Mais c’est pire : il existe des concepts, prouvés, qui n’ont aucun équivalent dans le monde classique habituellement perçu.
• Et avec tout ça, on arrive à faire les fameux qubits ou quantum bits des ordinateurs quantiques et des transmissions en cryptographie quantique.

J’ai donc laborieusement construit une séquence d’éléments, pas forcément dans l’ordre historique et en ayant mis de côté pas mal de choses, afin de comprendre les concepts de base. Je me suis dit que si ça marche pour moi, ça devrait pouvoir aider les autres. Mais bon, ne vous faites pas trop d’illusions. Si vous préférez suivre le sens de l’histoire, vaut mieux lire le bouquin d’Ezratti. L'informatique quantique d'Olivier Ezratty. L’ennui, c’est qu'il ne va pas directement aux concepts, mais c’est intéressant ! Et différent, cela vous donnera un autre aperçu.