« Nous essayons d'utiliser la technologie informatique quantique actuelle pour résoudre un problème environnemental pratique », a déclaré, dans un communiqué de l'American Institute of Physics, le physicien et chimiste Yuhua Duan. Avec ses collègues, il développe des calculs quantiques pour aider à retirer le gaz carbonique de l'atmosphère.
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Tous ceux qui ont commencé un jour à visionner les vidéos de Jean-Marc Jancovici sur l'impact de l'énergie fossileénergie fossile sur la civilisation se souviennent sans aucun doute du choc qu'ils ont ressenti. Bien des aspects que nous trouvons normaux et indispensables dans notre niveau de vie ne semblent plus pouvoir être assurés d'ici quelques décennies sauf à continuer à utiliser massivement du charboncharbon, du pétrole et du gaz, ce qui nous conduira dans le murmur au cours des mêmes décennies en raison du réchauffement climatiqueréchauffement climatique. Malheureusement, malgré des efforts pour déployer massivement les énergies renouvelablesénergies renouvelables et le nucléaire, on ne voit pas bien comment des pays comme l'Inde et la Chine peuvent faire pour continuer à faire sortir leur population de la pauvreté sans utiliser pour encore des décennies du charbon et des hydrocarbures
À court terme, la technologie ne pourra pas nous sauver d'un choc contre le mur du réchauffement climatique et de l'énergie. Toute la question est de savoir à quel point ce choc sera violent. Plusieurs pistes pour mitiger la catastrophe à venir, et peut-être obtenir une renaissance, sont envisagées, bien qu'elles ne nous dispensent absolument pas d'agir le plus possible maintenant en changeant notre consommation d'énergie.
Plusieurs projets existent pour capturer largement le gaz carbonique responsable du changement climatique en sortie de centrales thermiques notamment et même pour le retirer de l'atmosphèreatmosphère. Mais il faut encore faire sauter des verrous technologiques et utiliser de toute façon une énergie décarbonée pour cela, sans parler du fait qu'il faudra séquestrer géologiquement en partie au moins le gaz carbonique ainsi capturer ce qui ne va pas de soit non plus.
Partie 1 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en mai 2019 © Jean-Marc Jancovici
Des molécules pour retirer le CO2 de l'atmosphère
On est donc particulièrement intéressé par les perspectives inattendues ouvertes par des chercheurs du National Energy Technology Laboratory et de l'University of Kentucky aux États-Unis. Ces perspectives découlent d'un article publié dans AVS Quantum Science, et qui ... surprise surprise...traitent d'une application des ordinateurs quantiques à la chimiechimie !
Il faut se souvenir que, bien qu'il n'y ait aucun doute que les propriétés des moléculesmolécules soient des conséquences de la fameuse équation de Schrödingeréquation de Schrödinger, il est rapidement très difficile de la résoudre au-delà d'une simple molécule d'hydrogènehydrogène ou d'un atomeatome d'héliumhélium qui nécessitent déjà des techniques d'approximation assez calculatoires pour en tirer quelques-unes de leurs propriétés chimique et physiquephysique.
Mais, comme l'avait prophétisé le prix Nobel de Physique Richard Feynman au début des années 1980, il devait être possible d'utiliser les lois de mécanique quantiquemécanique quantique pour construire de puissants ordinateurs, ou pour le moins des simulateurs dédiés à des problèmes particuliers, pour déduire les propriétés chimiques de molécules un peu complexes, difficiles, voire impossibles à calculer même avec des super-ordinateurs classiques. C'est précisément ce que veulent faire aussi les membres de SiQuance, la start-up issue du CEA et du CNRS qui veut révolutionner les ordinateurs quantiques.
Les chercheurs états-uniens pensent donc qu'il est possible d'utiliser les ordinateurs quantiques pour débusquer des molécules et des réactions qui seraient particulièrement efficaces pour capturer le gaz carbonique atmosphérique. On pense déjà que des molécules faisant partie des amines, des composés organiques dérivés de l'ammoniacammoniac, sont prometteuses car elles peuvent se lier chimiquement facilement au dioxyde de carbonedioxyde de carbone.
L'un des chercheurs qui développe donc des algorithmes pour étudier les réactions des amines grâce aux ordinateurs quantiques déjà existants ou dans un future proche, Qing Shao, explique dans un communiqué de l'American Institute of Physics. « Nous ne sommes pas satisfaits des molécules d'amine actuelles que nous utilisons. On peut essayer de trouver une nouvelle molécule, mais si on veut la tester avec des ressources informatiques classiques, ce sera un calcul très coûteux. Notre espoir est de disposer d'un algorithme rapide capable de cribler des milliers de nouvelles molécules et structures ».
En fait, l'idée est prise au sérieux depuis des années déjà puisque Total travaille aussi sur cette voie !
