Des batteries quantiques qui se rechargent en « inversant » le cours du temps

Des physiciens ont théorisé une approche permettant d’obtenir des dynamiques équivalentes à une inversion du temps dans les systèmes quantiques, avec des implications potentielles pour les batteries basées sur ces principes.

À rebours

Les événements du quotidien s’inscrivent dans une direction temporelle unique, une réalité également observée à l’échelle macroscopique. La deuxième loi de la thermodynamique stipule en effet que les systèmes isolés évoluent spontanément vers des états de plus en plus désordonnés au fil du temps.

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À l’échelle quantique, ou subatomique, certains phénomènes peuvent toutefois sembler suivre des dynamiques plus complexes, en raison notamment de l’influence des mesures sur leur évolution. En les comparant à des modèles statistiques, il est ainsi possible de déterminer si un système suit une progression cohérente dans le temps.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Physical Review X, Luis Pedro García-Pintos et ses collègues du Laboratoire National de Los Alamos ont développé une méthode permettant de contrôler un système quantique en annulant les effets induits par les mesures successives.

Contrôler la flèche du temps

Pour ce faire, ils ont appliqué des champs électromagnétiques et des protocoles de contrôle capables de compenser les perturbations causées par l’observation du système, créant ainsi une boucle de rétroaction quantique.

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Lorsqu’une mesure entraînait une modification dans une direction donnée, il était possible d’appliquer la correction inverse afin de revenir à l’état précédent. Ainsi, les trajectoires d’évolution générées étaient statistiquement équivalentes à celles d’un système évoluant « à rebours », même si le temps lui-même ne s’écoulait pas réellement dans cette direction.

Une telle technique pourrait s’avérer utile pour des dispositifs tels que les batteries et moteurs quantiques, dans lesquels les mesures pourraient contribuer de manière significative aux échanges d’énergie. « Elles deviendraient essentiellement une ressource thermodynamique », conclut García-Pintos.

Il y a deux ans, des chercheurs avaient exploré une approche intrigante pour charger efficacement les batteries quantiques et les empêcher de perdre l’énergie qu’elles stockent.

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