Le Rubik's Cube (ou cube de Rubik) est un casse-tête inventé par Ernő Rubik en 1974, et qui s'est rapidement répandu sur toute la planète au cours des années 1980. Au Canada francophone, il est nommé cube Rubik (sans le « de ») et l'appellation Rubik's Cube est considérée comme exclusivement anglophone. Il s'agit d'un casse-tête géométrique à trois dimensions composé extérieurement de 26 éléments qui, à première vue, semblent être des cubes pouvant se déplacer sur toutes les faces et paraissant libres de toute attache sans tomber pour autant. Un système d'axes, dont le mécanisme a été breveté par son auteur, Ernő Rubik, se cache au centre du cube.
Le record de résolution d'un cube est de 2,76 secondes, record établi par le Polonais Teodor Zajder. Le plus grand Rubik's Cube du monde est le 34 × 34 × 34 réalisé par Matt Bahner[source secondaire nécessaire].
Le Rubik's Cube est inventé le 19 mai 1974 par Ernő Rubik, un sculpteur et professeur d'architecture hongrois, qui s'intéresse à la géométrie et à l'étude des formes en 3D. Ernő Rubik obtient en 1976 le brevet hongrois HU170062 pour le « Magic Cube », mais il ne demande pas de brevet international. Le produit est testé en 1977, et les premiers cubes se vendent peu après dans les boutiques de jouets de Budapest.
L'idée initiale d'Ernő Rubik était de construire un cube afin d'amener ses étudiants à deviner quel était son mécanisme interne, comment les petits cubes pouvaient tourner suivant trois axes tout en restant solidaires, et ainsi de les intéresser à la géométrie en trois dimensions. Ce n'est qu'ensuite qu'il a l'idée (grâce à la suggestion d'un ami) de colorer chaque face d'une couleur différente, constatant alors qu'après mélange, l'état résolu du cube s'avérait extrêmement difficile à retrouver (une chance sur 43 252 003 274 489 856 000 à chaque rotation). Il eut alors l'idée de le commercialiser en tant que «casse-tête» géométrique et mathématique. Il faut un mois à l'inventeur du Rubik's Cube pour résoudre son propre casse-tête.
En 1975, Ernő Rubik demande et obtient finalement un brevet pour son cube en Hongrie, et en 1977 une série de tests sera effectuée pour permettre une bonne qualité du cube, pour ensuite le distribuer aux enfants. Son cube sera renommé "Magic Cube", et à partir de là, il commence à se diffuser dans les magasins de jouets de Budapest.
En Hongrie, le cube gagne en popularité par le bouche-à-oreille et est bientôt connu dans toute l'Europe. En septembre 1979, à l'instigation de Bernard Farkas, un accord est signé avec Ideal Toys pour distribuer le cube mondialement. Ideal Toys renomme alors le cube « Rubik's Cube » et les premiers exemplaires sont exportés de Hongrie vers mai 1980, en direction de Londres, de New York et de Paris. Aujourd'hui[Quand ?], le Rubik's Cube est copié sous licence par de nombreux distributeurs par le monde. Il est distribué par Win Games en France et par Jumbo en Belgique.
Le Rubik's Cube atteint son pic de popularité au début des années 1980. Plus de 100 millions de cubes sont vendus entre 1980 et 1982. Le «Rubik's Cube» gagne le prix des distributeurs de jouets britanniques en 1980 et de nouveau en 1981. De nombreux jeux similaires sont distribués peu de temps après le Rubik's Cube, notamment le «Rubik's Revenge», une version 4×4×4 du Rubik's Cube. Il existe aussi les versions 2×2×2 et 5×5×5 (connues respectivement sous les noms de « Pocket Cube» et de «Professor's Cube»), et des versions dans d'autres formes, comme la pyramide ou le dodécaèdre régulier (1212). Depuis juin 2008, la marque V-Cube vend les modèles en 6×6×6, 7×7×7 et 8×8×8.
En 1981, Patrick Bossert, écolier britannique de douze ans, publie sa solution détaillée. You can do the cube s'est vendu à 1,5 million d'exemplaires à travers le monde, dans dix-sept éditions différentes. Il est numéro un des best-sellers du Times et du New York Times en 1981.
Le 10 novembre 2016, la Cour de justice de l'Union européenne annule l'enregistrement en tant que marque européenne de la forme du Rubik's Cube, considérant que cet enregistrement protège non pas une marque mais une « solution technique », à savoir la capacité de rotation des faces du cube, qui dépend d'un brevet plutôt que d'une marque.
Le Rubik's Cube est un cube dont chaque face est divisée en neuf cubes miniatures qui peuvent tourner indépendamment les uns des autres. En fait, le cube est composé d'un axe central portant les centres des six faces, de huit cubes sommets à trois faces visibles et de douze cubes d'arête à deux faces visibles. À l'état résolu, chaque face du cube de Rubik est d'une couleur différente des autres, mais la rotation indépendante de chaque face provoque un mélange des sommets et d'arêtes.
Le but du jeu est, après avoir mélangé les six faces, de manipuler le cube pour tenter de lui rendre son apparence d'origine, avec les six faces de couleurs unies. Les couleurs des faces du cube original sont : blanc en face de jaune, vert en face de bleu, orange en face de rouge. Sur les versions non originales, les positions relatives des faces de couleurs et même parfois les couleurs peuvent changer. Il en est sorti de nombreuses variantes de forme et de décoration. La pratique qui consiste à résoudre le Rubik's Cube le plus rapidement possible est le speedcubing. En utilisant la méthode la plus simple, on peut y arriver en moins d'une minute avec suffisamment d'entraînement.
Il existe une multitude de Rubik's cube dans le monde, autres que le 3x3, cependant seulement 17 de ces puzzles sont en compétition. Tout d'abord, il y a le 2x2 qui est une version plus petite du 3x3, dont le record est de 0.39 secondes par le Chinois Ziyu Ye. Ensuite, le record du 4x4 est de 15.18 s, détenu par le Polonais Tymon Kolasiński. Puis le record du 5x5 est de 29.49 s, détenu aussi par Tymon Kolasiński. Par la suite, le record du 6x6 est de 57.69 s, détenu par l'Américain Max Parks. Enfin le record du 7x7 est de 1:32.07, détenu par Max Park
Il existe différentes méthodes, consistant à réaliser des séquences comportant une dizaine de mouvements. Les techniques les plus utilisées consistent à construire la « croix » d'une face avant de finir cette face. On termine ensuite les arêtes de la tranche intermédiaire. Puis on résout la dernière face en orientant puis permutant les cubes qui la constituent. Ces méthodes sont nommées Layer by Layer pour « couche par couche ».
Afin de déterminer le nombre total d'états possibles du cube, on lui donne une orientation fixe (on choisit quelle face est le Haut, quelle face est l'Avant…). Un « état » est une configuration des autocollants (stickers) qui respecte l'orientation du Cube. Autrement dit, on mélange le Cube avec des rotations de base {U,D,F,B,L,R} sans bouger, sans tourner le Cube, comme si on avait un mécanisme qui fixe le Cube de sorte qu'on ne puisse tourner que ses faces.
Le nombre d'états est supérieur à 43 trillions. Ainsi, même si on trouvait un milliard d'états par seconde, il faudrait plus de 1 370 ans pour les épuiser tous. Ou encore, les états des Rubik's Cubes classiques (57 millimètres de côté) pourraient recouvrir la surface entière de la Terre sur une hauteur d'environ six étages.
{\displaystyle 8!\times 3^{7}\times 12!\times 2^{10}=43\ 252\ 003\ 274\ 489\ 856\ 000}
états, ce qui se calcule comme suit :
il y a deux orientations possibles pour chacune des douze arêtes. Étant donné qu'on ne peut pas changer l'orientation d'une arête seule (loi des flips), l'orientation de toutes les arêtes fixe l'orientation de la dernière. Cela donne 211 = 2 048 possibilités d'orientation des arêtes ;