« Des scientifiques font remonter le temps quantique » a été l'un des titres de physique les plus partagés de 2026[1]. Le vrai travail, mené par des physiciens du Laboratoire national de Los Alamos, est subtil et vraiment intéressant : il porte sur la flèche du temps, sur la raison de son existence et sur la façon dont mesurer un système quantique peut l'infléchir. Cet article l'explique avec soin, car le titre et la physique ne disent pas tout à fait la même chose.
Pourquoi le temps a-t-il une direction ?
Tronc commun GCSE
Filmez une boule de billard qui rebondit sur la bande et passez le film à l'envers : la scène reste plausible. Les lois fondamentales du mouvement marchent aussi bien dans les deux sens. Mais filmez un œuf qui se casse et passez-le à l'envers : tout le monde sait que c'est inversé. La différence, c'est l'entropie, en gros une mesure du nombre de façons d'arranger l'énergie et les particules d'un système. Le deuxième principe de la thermodynamique dit que l'entropie totale d'un système isolé ne diminue pas : les œufs se cassent, la chaleur passe du chaud au froid, le parfum se répand dans la pièce. Cette tendance à sens unique, c'est ce que les physiciens appellent la flèche du temps.
La mesure donne aussi une flèche aux systèmes quantiques
Approfondissement A-Level
En physique quantique, mesurer un système n'est pas passif : cela le perturbe (on parle de rétroaction de la mesure). Des mesures répétées poussent un système quantique sur une trajectoire aléatoire, et ces trajectoires ont elles aussi une direction naturelle, décrite par la production d'entropie. L'équipe de Los Alamos s'est demandé : si l'on mesure en continu et qu'on réagit aussitôt, peut-on contrôler cette direction ?
L'idée dans les grandes lignes : mesurer le système, transmettre le résultat à un contrôleur et appliquer aussitôt un champ ou une impulsion sur mesure. Selon la stratégie, la rétroaction peut annuler, amplifier ou surcorriger la perturbation due à la mesure. Schéma.
Leur réponse : oui, en théorie. Grâce à des champs de contrôle soigneusement conçus (un hamiltonien sur mesure, c'est-à-dire un ensemble choisi de forces agissant sur le système) associés à la rétroaction, ils ont montré qu'un système mesuré peut être guidé sur des trajectoires dont la flèche du temps est supprimée, étirée, brouillée, voire inversée, de sorte que ces trajectoires semblent compatibles avec un temps qui remonte[1].
« Les outils que nous avons construits peuvent manipuler la flèche du temps perçue, ce qui ouvre des façons surprenantes et nouvelles de contrôler les systèmes quantiques. » Luis Pedro García-Pintos, Los Alamos[1]
De l'énergie tirée de la mesure
L'équipe a aussi proposé un « moteur à mesure » : une façon d'extraire de l'énergie utile directement de la perturbation causée par les mesures quantiques. Selon leurs mots, les mesures quantiques deviennent « une ressource thermodynamique que l'on peut exploiter pour fournir du travail »[1].
La distinction que les élèves confondent souvent
Pas une machine à remonter le temps, ni de l'énergie gratuite.
Vérification rapide
Quelle affirmation sur le travail de Los Alamos sur l'« inversion du temps » est exacte ?
Pourquoi cela pourrait compter
- Informatique quantique : les qubits sont sans cesse perturbés par leur environnement et par la mesure. De meilleures façons d'orienter, d'annuler ou de réutiliser ces perturbations pourraient aider à les contrôler.
- Thermodynamique quantique : savoir quand la mesure peut être une source de travail aide à définir le vrai coût énergétique du calcul.
- Physique fondamentale : cela affine la question de l'origine de la flèche du temps.
Question type examen
Énoncez le deuxième principe de la thermodynamique en termes d'entropie, et utilisez-le pour expliquer pourquoi la chaleur passe spontanément d'un objet chaud à un objet froid, mais pas l'inverse. [3 points]
Afficher la réponse modèle et le barème
- l'entropie totale d'un système isolé ne diminue jamais (elle augmente lors de toute transformation spontanée) (1 point)
- quand la chaleur passe du chaud au froid, l'entropie gagnée par l'objet froid dépasse l'entropie perdue par l'objet chaud (ΔS = Q/T est plus grand à basse T), donc l'entropie totale augmente (1 point)
- un transfert du froid vers le chaud ferait diminuer l'entropie totale, il ne se produit donc pas spontanément (il faut fournir un travail, comme dans un réfrigérateur) (1 point)
Ce que vérifie l'examinateur : énoncer précisément le principe, puis utiliser ΔS = Q/T pour comparer les deux objets.
Erreur fréquente : dire que l'entropie « augmente toujours » pour tout objet. C'est l'entropie totale d'un système isolé qui ne peut pas baisser ; l'intérieur d'un réfrigérateur peut perdre de l'entropie car davantage est rejeté à l'extérieur.
La thermodynamique et la mesure quantique font partie des sujets les plus mal compris de la physique, et aussi des plus gratifiants. Pour un autre cas où le « vide » quantique fait un vrai travail, voyez comment les fluctuations du vide renforcent un supraconducteur.
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Sources et pour aller plus loin
- ScienceDaily: Scientists make quantum time flow backward in stunning physics breakthrough (Jul 2026) — Los Alamos, Physical Review X, citations, moteur à mesure, réserve sur le deuxième principe
- Wikipedia: Maxwell's demon — contexte
- Wikipedia: Arrow of time — contexte
Dernière relecture : 5 octobre 2026. Les chiffres sont des valeurs publiées typiques et les règles peuvent changer. La formulation des examens varie selon la spécification : vérifiez la vôtre.
Questions fréquentes
Des scientifiques ont-ils vraiment fait remonter le temps ?
Non. Des physiciens du Laboratoire national de Los Alamos ont conçu des méthodes de contrôle qui font suivre à un système quantique mesuré une trajectoire donnant l'impression que sa « flèche du temps » pointe vers l'arrière, ou est étirée ou brouillée. Le temps lui-même, pour le laboratoire et tous ceux qui s'y trouvent, continue d'avancer normalement.
S'agissait-il d'une expérience ?
C'était une étude théorique, publiée dans Physical Review X en 2026 par Luis Pedro García-Pintos avec Yi-Kai Liu et Alexey Gorshkov. Les auteurs prévoient des démonstrations avec des qubits supraconducteurs, les briques de base de certains ordinateurs quantiques.
Cela viole-t-il le deuxième principe de la thermodynamique ?
Non. Comme dans la célèbre expérience de pensée du démon de Maxwell, l'entropie peut sembler diminuer localement, mais les chercheurs notent que le deuxième principe n'est pas violé quand on compte tous les coûts thermodynamiques, y compris ceux de la mesure et de la rétroaction.
Qu'est-ce que le « moteur à mesure » ?
Un dispositif proposé qui extrait de l'énergie utile de la perturbation causée par les mesures quantiques elles-mêmes, en traitant la mesure comme une ressource thermodynamique.
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À propos de l'auteur
Sudershan Soni
Fondateur et tuteur principal chez Mostak Services — tuteur de mathématiques, sciences, informatique et STEM titulaire d'un Master, avec plus de 20 ans d'expérience professionnelle, enseignant à des élèves du 11+ et du GCSE jusqu'à l'A-Level et au-delà, en ligne dans le monde entier.
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