{"id":24055,"date":"2012-03-09T09:17:46","date_gmt":"2012-03-09T09:17:46","guid":{"rendered":"http:\/\/www.agglotv.com\/?p=24055"},"modified":"2012-03-09T09:17:46","modified_gmt":"2012-03-09T09:17:46","slug":"premiere-mesure-de-lenergie-minimum-necessaire-pour-inscrire-un-bit-informatique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.agglotv.com\/?p=24055","title":{"rendered":"Premi\u00e8re mesure de l&rsquo;\u00e9nergie minimum n\u00e9cessaire pour inscrire un bit informatique"},"content":{"rendered":"<div class=\"alignleft\"><script type=\"text\/javascript\"><!--\ngoogle_ad_client = \"pub-2913804460579993\";\n\/* 300x250, date de cr\u00e9ation 09\/09\/10 *\/\ngoogle_ad_slot = \"3968300003\";\ngoogle_ad_width = 300;\ngoogle_ad_height = 250;\n\/\/-->\n<\/script><br \/>\n<script type=\"text\/javascript\"\nsrc=\"http:\/\/pagead2.googlesyndication.com\/pagead\/show_ads.js\">\n<\/script><\/div>\n<p>Dans un ordinateur, l&rsquo;\u00e9criture ou l&rsquo;effacement d&rsquo;un bit d&rsquo;information n\u00e9cessite forc\u00e9ment de d\u00e9penser une \u00e9nergie dont la plus petite valeur possible est donn\u00e9e par le principe de Landauer. Cette importante pr\u00e9diction physique qui fait le lien entre la th\u00e9orie de l&rsquo;information et la thermodynamique vient pour la premi\u00e8re fois d&rsquo;\u00eatre v\u00e9rifi\u00e9e exp\u00e9rimentalement par des chercheurs du Laboratoire de physique de l&rsquo;Ecole normale sup\u00e9rieure de Lyon (CNRS\/ENS de Lyon\/Universit\u00e9 Claude Bernard <a href=\"http:\/\/jeanmichel-lambert-avocat-lyon.fr\">Lyon<\/a> 1), en collaboration avec un groupe allemand de l&rsquo;Universit\u00e9 de Augsburg. Leurs travaux sont publi\u00e9s dans la revue Nature du 8 mars 2012.<\/p>\n<p>Peut-on imaginer mettre au point un ordinateur parfait capable d&rsquo;effectuer des op\u00e9rations logiques sans consommer aucune \u00e9nergie ? A cette question, Rolf Landauer a r\u00e9pondu non en 1961. Le physicien am\u00e9ricain avait en effet remarqu\u00e9 qu&rsquo;\u00e0 chaque fois qu&rsquo;un bit d&rsquo;information est cr\u00e9\u00e9, la m\u00e9moire binaire de l&rsquo;ordinateur se voit r\u00e9duite \u00e0 un seul de ses deux \u00e9tats possibles. Faisant le lien avec la thermodynamique, Landauer a propos\u00e9 que cette diminution du d\u00e9sordre exige pour \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e une quantit\u00e9 minimale d&rsquo;\u00e9nergie dont la valeur est aujourd&rsquo;hui connue sous le nom de limite de Landauer (1). V\u00e9rifi\u00e9e par des simulations num\u00e9riques, cette \u00e9nergie extr\u00eamement faible (un milliard de fois plus petite que l&rsquo;\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour r\u00e9chauffer d&rsquo;un degr\u00e9 un micron cube d&rsquo;eau) n&rsquo;avait encore jamais \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9e exp\u00e9rimentalement.<!--more--><\/p>\n<p>Dans l&rsquo;exp\u00e9rience des chercheurs, c&rsquo;est une bille en silice de 2 microns qui a jou\u00e9 le r\u00f4le du bit d&rsquo;information. Plong\u00e9e dans un liquide, la particule a \u00e9t\u00e9 immobilis\u00e9e par le faisceau extr\u00eamement focalis\u00e9 d&rsquo;un laser, un instrument appel\u00e9 \u00a0\u00bbpince optique\u00a0\u00bb couramment utilis\u00e9 par les physiciens ou les biologistes. Pour leur exp\u00e9rience qui exige une tr\u00e8s grande pr\u00e9cision, les chercheurs ont con\u00e7u et construit eux-m\u00eames le dispositif de mani\u00e8re \u00e0 le rendre totalement stable et insensible aux perturbations ext\u00e9rieures. Un deuxi\u00e8me pi\u00e8ge optique identique a ensuite \u00e9t\u00e9 focalis\u00e9 juste \u00e0 c\u00f4t\u00e9 du premier. La bille microscopique peut ainsi occuper indiff\u00e9remment deux positions possibles, tout comme un bit d&rsquo;information peut prendre la valeur 0 ou 1. Les chercheurs ont ensuite cr\u00e9\u00e9 un petit \u00e9coulement dans le liquide, de la droite vers la gauche, obligeant la particule \u00e0 finir sa course dans le pi\u00e8ge de gauche. Comme si on imposait au bit de prendre la valeur 1 par exemple.<br \/>\nR\u00e9p\u00e9t\u00e9 un tr\u00e8s grand nombre de fois, ce cycle a \u00e9t\u00e9 film\u00e9 par une cam\u00e9ra rapide \u00e0 plus de 1 000 images par seconde. Connaissant avec pr\u00e9cision la position de la particule, la vitesse d&rsquo;\u00e9coulement du fluide ainsi que sa viscosit\u00e9, les chercheurs ont pu ainsi mesurer l&rsquo;\u00e9nergie moyenne n\u00e9cessaire pour faire passer la bille du pi\u00e8ge de droite vers le pi\u00e8ge de gauche. Et ils ont alors remarqu\u00e9 que pour des vitesses d&rsquo;\u00e9coulement tr\u00e8s lentes, cette \u00e9nergie \u00e9tait minimale et correspondait pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 la limite de Landauer.<\/p>\n<p>Si en informatique, le r\u00e9sultat n&rsquo;offre pas de perspectives imm\u00e9diates, nos ordinateurs \u00e9tant encore tr\u00e8s loin de fonctionner \u00e0 la limite de Landauer, les nanotechnologies en revanche pourraient en b\u00e9n\u00e9ficier dans un futur proche. L&rsquo;\u00e9nergie d\u00e9pens\u00e9e par un syst\u00e8me nanom\u00e9trique est en effet comparable \u00e0 celle mesur\u00e9e par les chercheurs. Un param\u00e8tre important \u00e0 prendre en compte si l&rsquo;on veut mettre au point des machines miniatures capables de travailler avec une grande efficacit\u00e9.<\/p>\n<p><em>(1) Elle correspond \u00e0 kTln(2) o\u00f9 k est la constante de Boltzmann et T la temp\u00e9rature et vaut environ 10-21 Joules \u00e0 temp\u00e9rature ambiante.<\/em><\/p>\n<p>Chercheurs CNRS l Sergio Ciliberto l T 04 72 72 81 43 l sergio.ciliberto@ens-lyon.fr <\/p>\n<p><iframe src=\"http:\/\/www.facebook.com\/plugins\/like.php?href=http:\/\/www.agglotv.com\/?p=24055;width=300&amp;action=like&amp;colorscheme=light&amp;height=35\" scrolling=\"no\" frameborder=\"0\" style=\"border:none; overflow:hidden; width:300px; height:35px;\" allowTransparency=\"true\"><\/iframe> <g:plusone size=\"tall\"><\/g:plusone> <a href=\"https:\/\/twitter.com\/share\" class=\"twitter-share-button\" data-count=\"horizontal\" data-via=\"IciOnVousVoit\" data-lang=\"fr\">Tweeter<\/a><script type=\"text\/javascript\" src=\"\/\/platform.twitter.com\/widgets.js\"><\/script><\/p>\n<p><script type=\"text\/javascript\" src=\"http:\/\/tracking.publicidees.com\/showgrp.php?partid=27020&#038;grpid=8252\"><\/script><\/p>\n<div class=\"fb-comments\" data-href=\"http:\/\/www.agglotv.com\/?p=24055\" data-num-posts=\"2\" data-width=\"500\"><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans un ordinateur, l&rsquo;\u00e9criture ou l&rsquo;effacement d&rsquo;un bit d&rsquo;information n\u00e9cessite forc\u00e9ment de d\u00e9penser une \u00e9nergie dont la plus petite valeur possible est donn\u00e9e par le principe de Landauer. 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