Une machine de Turing avec des vagues pour mémoire

Les ordinateurs possèdent un certain nombre de « cases » mémoires discrètes contenant elles-mêmes une information digitale. Cette quantification est liée fondamentalement au fait que l’information est stockée sous forme d’entités discrètes, par exemple sous forme d’électrons pour les ordinateurs ou de bases d’ADN pour le vivant. Est-il possible d’imaginer une mémoire conservant un caractère analogique même au niveau élémentaire ? C’est ce que vient de montrer une collaboration de chercheurs du Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (Université Paris Diderot, CNRS) et de l’Institut Langevin (ESPCI Paris, CNRS) à l’aide d’un objet singulier formé d’une goutte et de son cortège d’onde.

Lorsqu’un bain liquide est vibré verticalement, il est en effet possible de faire rebondir indéfiniment une goutte de ce même liquide à la surface du bain. Lors de ses rebonds successifs la goutte crée des ondes de surface qui vont pouvoir la propulser. La trajectoire de la goutte à la surface du bain est pilotée par ce couplage dynamique entre la goutte et le paquet d’onde qu’elle génère. Les chercheurs ont pu montrer qu’un tel système, dans lequel l’information est stockée sous forme d’ondes, pouvait réaliser les opérations élémentaires d’écriture, de stockage, de lecture et d’effacement. Ces opérations élémentaires sont nécessaires pour réaliser une « machine de Turing » à la base du fonctionnement de tous les appareils mécaniques de calcul, tel un ordinateur et sa mémoire.

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