La lumière compte en quatre dimensions express
Un ordinateur ordinaire voit le monde de manière plate : pour lui, les nombres ne sont que des points sur une ligne. Mais une image en couleur ou une scène tridimensionnelle exige davantage — quatre nombres qui décrivent à la fois la position et la rotation. Ces quadruplets sont appelés quaternions, et jusqu'à présent, l'électronique les manipulait avec maladresse, les décomposant puis les recombinant.
La nouvelle puce change d'approche. Au lieu de signaux électriques, elle fait circuler dans des guides d'ondes des rayons de différentes couleurs. Chaque couleur est un canal distinct, et les quatre composantes du quaternion voyagent en parallèle, comme quatre voies sur une autoroute. La lumière ne se gêne pas elle-même, si bien que la puce traite une image volumétrique ou une rotation d'objet en une seule passe.
Le test sur des tâches réelles a montré la différence. Un nuage de points tridimensionnel — un ensemble de coordonnées provenant d'un lidar ou d'un scanner 3D — a été traité avec une erreur inférieure à trois centièmes et demi. Une photographie en couleur a été reconnue avec plus de précision qu'avec un ordinateur classique, et le travail de calcul a été réduit des deux tiers. La lumière s'est révélée non seulement plus rapide, mais aussi plus précise.
Ce n'est pas qu'une astuce de laboratoire. Les caméras, les drones, les lunettes de réalité augmentée traduisent chaque jour le monde tridimensionnel en données numériques. Une puce qui le fait à la lumière, sans étapes superflues, rapproche la technologie de la vision naturelle — rapide, volumétrique et colorée.
Les quaternions sont utilisés dans les systèmes de contrôle des engins spatiaux pour éviter le « blocage de cardan » — la perte d'un axe de rotation à certains angles.