Crédit :Université du Pays Basque
Accomplir une tâche lentement et avec soin peut nous fournir un produit de haute qualité. Cela peut se résumer par l'adage populaire "facile à faire". Mais que se passe-t-il si un prix élevé doit être payé pour la lenteur ? Le temps est une ressource rare et, de plus, un bon résultat n'est pas garanti, car nous pouvons être facilement dérangés ou interrompus par divers sujets et événements si nous prenons trop de temps. Il est donc clair que nous sommes souvent intéressés à faire les choses bien mais aussi vite. Un adage contradictoire nous l'illustre encore une fois :« court et doux ». Cette notion du quotidien peut également être appliquée dans les laboratoires de physique et notamment lors de la manipulation de systèmes, comme les atomes naturels ou artificiels, que les physiciens et les ingénieurs utilisent pour essayer de créer de nouvelles technologies quantiques conçues pour effectuer des calculs actuellement impossibles ; ou pour atteindre la sécurité, communications à l'épreuve des espions, des capteurs aux sensibilités inédites, et des mesures ultra-précises du temps et d'autres grandeurs physiques.
Dans le monde quantique, les processus « adiabatiques » sont ceux dans lesquels les contrôles du système sont modifiés lentement. Bien qu'ils soient répandus dans la mise en place ou le changement d'états sans exciter le système que l'on entend contrôler, ils sont affectés par les mêmes problèmes évoqués au paragraphe précédent :manque de temps et forte probabilité d'être dérangés. Ce sont de sérieux problèmes dans ce contexte car les états des systèmes quantiques ont tendance à être très délicats, ils se dégradent rapidement et perdent ceux très précieux, étranges propriétés quantiques, comme la possibilité d'explorer plusieurs chemins en même temps. Pour empirer les choses, dans un laps de temps trop long, un atome peut finir par s'échapper du piège qui le contient.
Les "raccourcis adiabatiques" sont des techniques destinées à contourner les difficultés qui viennent d'être évoquées :il s'agit d'atteindre les mêmes résultats que les processus adiabatiques lents mais en peu de temps. Le terme est apparu pour la première fois en 2010 dans un article publié dans le Lettres d'examen physique par des chercheurs de l'UPV/EHU avec des collaborateurs allemands et français. Depuis, ces idées ont été développées par les auteurs de l'article et par de nombreux autres groupes et de nombreuses expériences ont été menées avec toutes sortes de systèmes quantiques. Le fait qu'en 2018 seulement, les raccourcis aient été mentionnés ou utilisés dans plus de 1, 500 articles donne une idée de la croissance exponentielle des candidatures. Le concept de "raccourci adiabatique" s'est également étendu au-delà du domaine quantique vers des domaines tels que l'optique, fabriquer des appareils plus compacts; ou d'ingénierie où, étonnamment, il peut activer une grue mécanique, par exemple, être accéléré sans que la sécurité soit compromise.