Conclusion

La seconde révolution quantique vise à développer des technologies à partir de l’intrication et de la superposition d’états, comme les ordinateurs du chapitre précédent.

Les diamants à centre MV (ou centre azote-lacune) servent déjà à mesurer le magnétisme, la pression ou à faire de l’imagerie médicale.

En utilisant l’intrication et la téléportation, de nouveaux types de réseaux pourraient permettre de communiquer de façon parfaitement sécurisée.

Du quantique vert ?

L’énergie solaire repose sur l’effet photovoltaïque qui est purement quantique : quand un photon arrive sur le semi-conducteur d’une cellule d’un panneau solaire, il excite un électron. Si l’énergie transmise est suffisante, l’électron « monte une marche » d’énergie (gap), puis redescend aussitôt la marche en restituant l’énergie sous forme d’électricité. Le silicium, qui correspond à un gap moyen, constitue 95 % des cellules des panneaux au niveau mondial. Dans ces panneaux, les photons trop énergétiques sont mal exploités et ceux de trop faible énergie sont sans effet : seulement la moitié des électrons sont exploités ce qui entraîne un rendement d’uniquement 30 % au lieu des 86 % théoriques.

Pour améliorer ce rendement, des chercheurs ont conçu des doubles jonctions (comme deux couches), l’une à petit gap, l’autre à grand gap. L’effet tunnel est utilisé pour faire passer les photons d’une couche à l’autre. Le rendement passe à 35 %.

En assemblant 6 couches au lieu de 2, des chercheurs ont atteint un rendement de 47 %.

La perovskite (minéral à base de plomb et d’iode) est utilisée pour fabriquer ces couches. Elle est peu coûteuse à fabriquer, mais est encore trop fragile pour des utilisations de longue durée.

En 2011, des chercheurs ont fabriqué un mille-feuille à base de plomb et de sélénium tel qu’un photon à haute énergie rencontrant le matériau excite deux électrons et non un seul !

En 2019, une autre épure a obtenu un résultat similaire : dans une cellule recouverte de tétragone (une molécule organique), un photon excite un électron qui, à son tour, en excite deux. Ces constructions, à l’échelle nanométrique, mêlent nanotechnologies, physique quantique et thermodynamique.

Le nucléaire utilise aussi la quantique.

C’est également le cas des composés thermoélectriques qui convertissent des différences de température en électricité. Si on améliore leur efficacité, on pourrait exploiter des sources de chaleur actuellement perdue.

Si on parvenait à fabriquer des supraconducteurs à température et pression ambiante, on pourrait produire des câbles permettant de transporter sans aucune perte de l’électricité provenant de panneaux placés dans les zones les plus ensoleillées. On pourrait aussi stocker l’électricité indéfiniment dans des bobines supraconductrices et ainsi mieux exploiter les sources intermittentes.

Ma quantique à moi

Ce qui séduit Julien Bobroff dans la quantique.

Sitographie

Nb : dans le magazine, il y a aussi une bibliographie.

Vidéos sur la quantique (notamment des actualités) sont publiées par Julien Bobroff sur YouTube et les réseaux sociaux. Son équipe a créé 3 sites Internet avec des ressources gratuites :

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