Trois Scientifiques Partagent Le Prix Nobel De Physique Pour Leurs Travaux En Mécanique Quantique
Une victoire pour la physique quantique
Trois chercheurs ont remporté conjointement le prix Nobel de physique de cette année mardi, pour avoir prouvé que les petites particules peuvent conserver une connexion les unes avec les autres même lorsqu’elles sont séparées, un phénomène en physique quantique autrefois remis en question qui est maintenant exploré pour des applications potentielles dans le monde réel comme le cryptage des données.
Le Français Alain Aspect, l’Américain John F. Clauser et encore l’Autrichien Anton Zeilinger ont été cités par l’Académie Royale des Sciences de Suède pour des expériences confirmant que le domaine “totalement fou” des intrications quantiques n’est que trop réel. Ils ont montré que des particules invisibles, comme les photons, peuvent être liées ou ‘‘enchevêtrées’’ les unes avec les autres, même lorsqu’elles sont divisées par de grandes distances.
Tout cela revient à une caractéristique de l’univers qui a même déconcerté Albert Einstein, et lié la matière et la lumière dans une méthode tordue et chaotique.
Peu d’information ou de matière qui sont utilisées pour être à côte de l’un à l’autre, même s’ils sont maintenant séparés, ont une connexion ou une relation – quelque chose qui peut éventuellement aider à chiffrer des données ou même à se téléporter. Un satellite chinois le démontre maintenant, et des ordinateurs quantiques potentiellement ultra-rapides, encore au stade petit et pas particulièrement utile, s’appuient également sur cet enchevêtrement. D’autres espèrent même l’utiliser dans le matériau supraconducteur.
“C’est tellement bizarre”, a déclaré Aspect à propos de la complication lors d’un appel téléphonique avec le comité Nobel. “Je suis entrain d’accepté quelque chose qui est complètement fol dans mes images mentales.”
Encore, les expériences du trio ont révélé que cela se produitt dans la réalité.
Un nouveau point de vue
“Pourquoi cela se passe, je n’ai pas le plus de brouillard”, a déclaré Clauser à l’Associated Press lors d’une interview Zoom dans laquelle il a reçu l’appel officiel de l’Académie Suédoise plusieurs heures après que des amis et des médias lui aient annoncé son prix. “Je ne comprends pas comment cela fonctionne, mais l’enchevêtrement semble très réel.”
Ses co-lauréats ont également déclaré qu’ils ne pouvaient pas décrire le comment et le pourquoi de cet effet. Cependant, chacun a fait des expériences de plus en plus complexes qui montrent qu’il est juste.
Clauser, 79 ans, a reçu son prix pour une expérience de 1972, bricolée avec du matériel récupéré, qui a aidé à régler une discussion célèbre sur la mécanique quantique entre Einstein et le célèbre physicien Niels Bohr. Einstein a trouvé “une action effrayante à distance” qui, selon lui, serait finalement réfutée.
“Je pariais sur Einstein”, a déclaré Clauser. “Cependant, malheureusement, j’avais tort, et Einstein avait tort, et Bohr avait raison.”
Aspect a déclaré qu’Einstein était peut-être techniquement incorrect, mais qu’il mérite un énorme crédit pour avoir soulevé le bon problème qui a conduit à des expériences prouvant l’intrication quantique.
“La plupart des gens supposeraient que la nature est faite de choses réparties dans l’espace et le temps”, a déclaré Clauser, qui, alors qu’il était lycéen dans les années 1950, a construit un jeu vidéo sur un ordinateur à tube à vide. “Et cela ne semble pas être la situation.”
Les travaux montrent que “les parties de l’univers, y compris celles qui sont très éloignées les unes des autres, sont liées”, a déclaré le physicien de Johns Hopkins, N. Peter Armitage. “C’est quelque chose de si peu intuitif, et aussi quelque chose de tellement en contradiction avec la façon dont nous pensons que le monde” devrait “être.”
Ce domaine difficile à comprendre a commencé par des expériences d’idées. Cependant, ce qui, dans un sens, est une réflexion philosophique sur l’univers, laisse également espérer des systèmes informatiques plus sûrs et plus rapides, tous basés sur des photons intriqués et de la matière qui interagissent toujours, quelle que soit la distance.
“Avec mes 1ères expériences, la presse m’a parfois demandé à quoi elles servaient”, a déclaré Zeilinger, 77 ans, aux journalistes à Vienne. “Et j’ai dit avec fierté:” Cela ne profite à rien. Je fais ça simplement par curiosité.'”.
Le mystère de l’intrication quantique
Dans l’intrication quantique, l’établissement d’informations communes entre deux photons éloignés l’un de l’autre “nous permet de faire des choses comme une communication secrète, sous des formes qui n’étaient pas possibles auparavant”, a déclaré David Haviland, président du Comité Nobel de physique.
Les données quantiques “ont des implications étendues et potentielles dans des domaines tels que le transfert sécurisé de données, l’ordinateur quantique et la technologie de détection”, a déclaré Eva Olsson, membre du comité Nobel. “Ses prédictions ont ouvert les portes d’un autre monde et ont également ébranlé les fondements de notre interprétation des mesures.”.
Le type de communication sécurisée utilisé par le satellite chinois Micius et certaines banques est une ‘‘réussite de l’intrication quantique’’, a déclaré Harun Siljak de l’Université Trinity de Dublin. L’utilisation d’une particule intriquée pour produire une clé de cryptage garantit que seule la personne avec l’autre particule intriquée peut décoder le message, et “le secret partagé entre ces deux côtés est un secret propre”, a déclaré Siljak.
Pendant que l’intrication quantique est “incroyablement cool”, le technologue en sécurité Bruce Schneier, qui enseigne à Harvard, a déclaré que cela est entrain de renforcer une partie actuellement sécurisée des technologies de l’information où d’autres domaines, en ajoutant des facteurs humains et des logiciels, sont plus un problème. Il a comparé cela à l’installation d’une porte latérale avec vingt-cinq serrures sur une maison autrement peu sécurisée.
Lors d’une conférence de presse, Aspect a déclaré que les applications du monde réel comme le satellite étaient “fantastiques”.
“Je suppose que nous avons progressé vers l’ordinateur quantique. Je ne dirais pas que nous sommes proches’’, a déclaré le physicien de 75 ans. ‘‘Je ne sais pas si je vais l’observer dans ma vie. Mais je suis un vieil homme’’.
S’exprimant par téléphone lors d’une conférence de presse après l’annonce, Le College basé à Vienne, Zeilinger a déclaré qu’il était “encore un peu surpris” d’apprendre qu’il avait reçu le prix.
Les vainqueurs du prix Nobel
Clauser, Aspect et aussi Zeilinger ont figuré dans la spéculation Nobel pendant plus d’une décennie. En 2010, ils ont remporté le prix Wolf en Israël, considéré comme un possible précurseur du Nobel.
Le comité Nobel a déclaré que Clauser avait développé les théories quantiques présentées pour la première fois dans les années 1960 dans une expérience pratique. L’aspect a comblé une lacune dans ces concepts, tandis que Zeilinger a montré un phénomène appelé téléportation quantique qui permet effectivement de transmettre des informations sur des distances.
“En utilisant l’intrication, vous pouvez transférer toutes les données transportées par un objet vers un autre endroit où l’objet est, pour ainsi dire, reconstitué”, a déclaré Zeilinger. Il a ajouté que cela ne fonctionne que pour les particules minuscules.
“Ce n’est pas comme dans les films Star Trek (où l’on est) transportant quelque chose, certainement pas l’individu, sur une certaine distance”, a-t-il déclaré.
Une semaine d’annonces de prix Nobel a débuté lundi avec le chercheur suédois Svante Paabo, recevant le prix de médecine lundi pour avoir révélé les secrets de l’ADN de Néandertal qui ont fourni des informations vitales sur notre système immunitaire.
La chimie est le mercredi, et aussi la littérature le jeudi. Le prix Nobel de la paix sera publié vendredi et le prix d’économie le 10 octobre.
Les prix comportent une récompense en espèces de dix millions de couronnes suédoises (près de 900 000 $), et seront remis le 10 décembre. L’argent provient d’un legs laissé par le créateur du prix, l’inventeur suédois de la dynamite Alfred Nobel, décédé en 1895.
Communiqué de presse du Comité Nobel: Le prix Nobel de physique 2022
L’Académie Royale des Sciences de Suède a décidé d’attribuer le prix Nobel de physique 2022 à:
Alain Aspect
Université Paris-Saclay et École Polytechnique, Palaiseau, France
John F. Clauser
JF Clauser & Assoc., Walnut Creek, Californie, États-Unis
Anton Zeilinger
College of Vienna, Autriche
“pour des expériences avec des photons intriqués, établissant la violation des inégalités de Bell et pionnière de la science de l’information quantique.”
États intriqués – de la théorie à la technologie
Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger ont chacun mené des expériences révolutionnaires utilisant des états quantiques intriqués, où deux particules se comportent comme une seule unité même lorsqu’elles sont divisées. Leurs résultats ont ouvert la voie à une technologie récente basée sur l’information quantique.
Les effets ineffables de la mécanique quantique commencent à trouver des applications. Il existe actuellement un vaste domaine de recherche qui comprend les ordinateurs quantiques, les réseaux quantiques et la communication chiffrée quantique sécurisée.
Un facteur crucial dans ce développement est la façon dont la mécanique quantique permet à deux particules ou plus d’exister dans ce qu’on appelle un état intriqué. Ce qui arrive à l’une des particules d’une paire intriquée détermine ce qui arrive à l’autre particule, même si elles sont éloignées.
Pendant longtemps, la question était de savoir si la corrélation était due au fait que les particules d’une paire intriquée contenaient des variables cachées, des instructions qui leur disaient quel résultat elles devaient donner dans une expérience. Dans les années 1960, John Stewart Bell a développé l’inégalité mathématique qui porte son nom. Cela stipule que s’il existe des variables cachées, la corrélation entre les résultats d’un grand nombre de mesures ne dépassera jamais une valeur spécifique. Cependant, la mécanique quantique prédit qu’un certain type d’expérience violera l’inégalité de Bell, par conséquant, entraînant ainsi une corrélation plus forte que ce qui serait autrement possible.
Intrication et physique
John Clauser a développé les théories de John Bell, menant à une expérience pratique. Quand il a pris les mesures, elles ont soutenu la mécanique quantique en violant clairement une inégalité de Bell. Cela signifie qu’une approche qui utilise des variables cachées ne peut pas remplacer la mécanique quantique.
Certaines lacunes sont restées après l’expérience de John Clauser. Alain Aspect a développé la configuration, l’utilisant d’une manière qui a comblé une lacune importante. Il pouvait changer les paramètres de mesure après qu’une paire intriquée avait quitté sa source, de sorte que le paramètre qui existait au moment de leur émission ne pouvait pas affecter le résultat.
À l’aide d’appareils raffinés et de longues expériences, Anton Zeilinger a commencé à utiliser des états quantiques intriqués. Entre autres choses, son groupe d’étude de recherche a démontré un phénomène appelé téléportation quantique qui permet de déplacer un état quantique d’une particule à une autre à distance.
‘‘Il est devenu de plus en plus clair qu’un nouveau type de technologie quantique est en train d’émerger. Nous pouvons observer que les travaux des lauréats sur les états intriqués sont d’une grande importance, même au-delà des questions fondamentales sur l’interprétation de la mécanique quantique’’, déclare Anders Irbäck, président du Comité Nobel de physique.
Comment l’enchevêtrement est devenu un outil puissant
À l’aide d’expériences révolutionnaires, Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger ont montré le potentiel d’investigation et de contrôle des particules qui sont dans des états intriqués. Ce qui arrive à une particule dans une paire intriquée, détermine ce qui arrive à l’autre, même si elles sont vraiment trop éloignées pour s’affecter. Le développement de dispositifs expérimentaux par les lauréats a jeté les bases d’une nouvelle ère de la technologie quantique.
Les fondements de la mécanique quantique ne sont pas seulement des enjeux théoriques ou philosophiques. Des recherches et des développements intenses sont en cours pour utiliser les propriétés uniques des systèmes de particules individuelles afin de construire des ordinateurs quantiques, d’améliorer les mesures, de développer des réseaux quantiques et d’établir une communication cryptée quantique sécurisée.
De nombreuses applications reposent sur la façon dont la mécanique quantique permet à deux particules ou plus d’exister dans un état partagé, quelle que soit leur distance. C’est ce qu’on appelle l’intrication, et c’est l’un des éléments les plus discutés de la mécanique quantique depuis que le concept a été formulé. Albert Einstein a parlé d’action effrayante à distance, et Erwin Schrödinger a déclaré que c’était le trait le plus important de la mécanique quantique.
Les lauréats de cette année ont exploré ces états quantiques intriqués et leurs expériences ont jeté les bases de la révolution en cours dans la technologie quantique.
Loin de l’expérience quotidienne
Lorsque deux particules restent dans des états quantiques intriqués, quelqu’un qui mesure une propriété d’un bit, peut immédiatement déterminer le résultat d’une mesure équivalente sur l’autre particule sans avoir besoin de vérifier.
Ce qui rend la mécanique quantique si spéciale, c’est que ses équivalents aux boules n’ont pas d’états déterminés, tant qu’ils ne sont pas mesurés. C’est comme si les deux boules étaient grises, jusqu’à ce que quelqu’un observe l’une d’elles. Ensuite, il peut soit prendre au hasard tout le noir auquel la paire de boules a accès, ou soit se montrer blanc. L’autre boule prend immédiatement la couleur contraire.
Mais comment est-il possible de comprendre que les boules n’avaient pas chacune une couleur fixe au départ ? Même s’ils semblaient gris, ils avaient peut-être une étiquette cachée à l’intérieur, indiquant de quelle couleur ils deviendraient quand quelqu’un les regarderait.
La couleur existe-t-elle quand personne ne regarde ?
Les paires intriquées de la mécanique quantique pourraient être comparées à une machine qui lance des boules de couleurs contraires dans des directions opposées. Lorsque Bob attrape une boul et voit qu’elle est noire, il sait immédiatement qu’Alice en a attrapé une blanche. Dans une théorie qui utilise des variables cachées, les balles ont toujours contenu des données cachées sur la couleur à révéler. Cependant, la mécanique quantique indique que les boules étaient grises jusqu’à ce que quelqu’un les regarde lorsque l’une est devenue blanche au hasard et l’autre noire. Les inégalités de Bell révèlent qu’il existe des expériences qui pourraient différencier ces cas. De telles expériences ont prouvé que la description de la mécanique quantique est correcte.
Une partie essentielle de la recherche récompensée par le prix Nobel de physique de cette année est une idée théorique appelée inégalités de Bell. Les inégalités de Bell permettent de différencier l’indétermination de la mécanique quantique d’une description alternative utilisant des instructions secrètes ou des variables cachées. Des expériences ont montré que la nature agit comme prévu par la mécanique quantique. Les boules sont grises, sans données secrètes, et le hasard détermine lesquelles deviennent noires et lesquelles deviennent blanches dans une expérience.
La ressource la plus importante de la mécanique quantique
Les états quantiques intriqués recèlent le potentiel de nouvelles façons de stocker, de transférer et de traiter l’information.
Des choses intéressantes se produisent si les particules d’une paire intriquée voyagent dans des directions opposées. L’une d’elles rencontre alors une troisième particule de telle manière qu’elles s’enchevêtrent. Ils entrent alors dans un nouvel état partagé. La troisième particule perd son identité, mais ses propriétés initiales ont actuellement été transférées à la particule solo de la paire d’origine. Cette façon de déplacer un état quantique inconnu d’une particule à une autre s’appelle la téléportation quantique. Ce type d’expérience a été mené pour la première fois en 1997 par Anton Zeilinger et ses collègues.
Remarquablement, la téléportation quantique est le seul moyen de transférer des informations quantiques d’un système à un autre sans en perdre aucune partie. Il est absolument impossible de mesurer toutes les propriétés d’un système quantique, et d’envoyer ensuite l’information à un destinataire qui veut reconstruire le système. En effet, un système quantique peut contenir simultanément plusieurs versions de chaque propriété, où chaque version ayant une certaine probabilité d’apparaître lors d’une mesure. Dès que la taille est effectuée, il ne reste plus qu’une seule version, à savoir celle qui a été lue par l’instrument de mesure. Les autres ont disparu, et il est impossible un jour rien savoir d’eux. Cependant, des propriétés quantiques entièrement non identifiées peuvent être transférées à l’aide de la téléportation quantique, et apparaître intactes dans une autre particule, mais au prix de leur destruction dans la particule d’origine.
Une fois cela démontré expérimentalement, l’étape suivante consistait à utiliser deux paires de particules intriquées. Supposons qu’une particule de chaque ensemble soit réunie d’une manière particulière. Dans ce cas, les particules non perturbées de chaque ensemble peuvent s’emmêler bien qu’elles n’aient jamais été en contact les unes avec les autres. Cet échange d’intrication a été démontré pour la première fois en 1998 par le groupe de recherche d’Anton Zeilinger.
Des ensembles de photons intriqués, des particules de lumière, peuvent être envoyés dans des directions opposées à travers des fibres optiques et fonctionner comme des signaux dans un réseau quantique. L’intrication entre deux paires permet d’allonger les distances entre les nœuds d’un tel réseau. Il y a une limite à la distance à laquelle les photons peuvent être envoyés à travers une fibre optique avant qu’ils ne soient absorbés ou ne perdent leurs propriétés. Les signaux lumineux ordinaires peuvent être amplifiés en cours de route, mais cela ne fonctionne pas avec les ensembles intriqués. Un amplificateur doit capter et mesurer la lumière, ce qui rompt l’enchevêtrement. Néanmoins, l’échange d’intrication signifie qu’il est possible d’envoyer l’état d’origine plus loin, le transférant ainsi sur de plus longues distances qu’il n’aurait été possible autrement.
Particules enchevêtrées qui ne se sont jamais rencontrées
Deux ensembles de particules intriquées sont émises par des sources différentes. Une particule de chaque ensemble est réunie d’une manière unique qui les enchevêtre. Les deux autres particules (1 et 4 sur le schéma) sont alors également intriquées. De cette façon, deux particules qui n’ont jamais été en contact peuvent s’emmêler.
Du paradoxe à l’inégalité
Ce progrès repose sur de nombreuses années de développement. Tout a commencé avec l’idée ahurissante que la mécanique quantique permet de diviser un système quantique unique en parties séparées les unes des autres, mais qui agissent toujours comme une seule unité.
Cela va à l’encontre de toutes les idées habituelles sur la cause et l’effet et la nature de la réalité. Comment quelque chose peut-il être influencé par un événement se produisant ailleurs, sans être atteint par une forme quelconque de signal de celui-ci ? Un signal ne peut pas voyager plus vite que la lumière, mais en mécanique quantique, il ne semble pas y avoir besoin d’un signal pour connecter les différentes parties d’un système étendu.
Albert Einstein a considéré cela comme irréalisable, et a examiné ce phénomène, avec ses collègues Boris Podolsky et Nathan Rosen. Ils ont présenté leur raisonnement en 1935: la mécanique quantique ne semble pas fournir une description complète de la réalité. C’est ce qu’on appelle le paradoxe EPR d’après les initiales des chercheurs.
La question était de savoir s’il pouvait y avoir une description plus complète du monde, où la mécanique quantique n’est qu’une partie. Cela pourrait, par exemple, fonctionner à travers des particules portant toujours des informations cachées sur ce qu’elles montreront comme résultat d’une expérience. Toutes les mesures montrent alors les propriétés qui existent exactement là où les mesures sont effectuées. Ce type d’information est souvent appelé variables cachées locales.
Le physicien nord-irlandais John Stewart Bell (1928-1990) qui travaillait au CERN, le laboratoire européen de physique des particules, a jetté um oeil au problème. Il a découvert qu’il existe une sorte d’expérience qui peut déterminer si le monde est purement mécanique quantique, ou s’il pourrait y avoir une autre description avec des variables cachées. Si son expérience est répétée plusieurs fois, toutes les théories à variables cachées révèlent une corrélation entre les résultats qui doit être inférieure ou au plus égale à une valeur spécifique. C’est ce qu’on appelle l’inégalité de Bell.
Néanmoins, la mécanique quantique peut violer cette inégalité. Il prédit des valeurs plus élevées pour la corrélation entre les résultats, que ce qui est possible avec des variables cachées.
John Clauser s’est intéressé aux principes fondamentaux de la mécanique quantique alors qu’il était étudiant dans les années 1960. Il ne pouvait pas se débarrasser de l’idée de John Bell une fois qu’il avait lu à ce sujet, et, finalement, lui et trois autres chercheurs ont pu présenter une proposition pour un type d’expérience réaliste qui pourrait être utilisé pour tester une inégalité de Bell.
L’expérience consiste à envoyer un ensemble de particules intriquées dans des directions opposées. En pratique, on utilise des photons qui ont une propriété appelée polarisation. Lorsque les particules sont émises, la direction de la polarisation est indéterminée, et tout ce qui est certain, c’est que les particules ont une polarisation parallèle. Cela peut être étudié à l’aide d’un filtre qui laisse passer la polarisation orientée dans une direction particulière (voir figure En train d’expérimenter des inégalités de Bell). C’est l’effet utilisé dans de nombreuses lunettes de soleil, qui bloquent la lumière qui a été polarisée dans un plan spécifique, par exemple, en réfléchissant l’eau.
Si les deux particules de l’expérience sont envoyées vers des filtres orientés dans le même plan, par exemple verticalement, et que l’un passe à travers, alors l’autre passera également à travers. S’ils sont perpendiculaires l’un à l’autre, l’un sera arrêté, tandis que l’autre passera. L’astuce consiste à mesurer avec les filtres réglés dans différentes directions à des angles biaisés, car alors les résultats peuvent varier : parfois les deux glissent, parfois un seul, et parfois aucun. La fréquence à laquelle les deux particules traversent le filtre dépend de l’angle entre les filtres.
La mécanique quantique conduit à une corrélation entre les mesures. La probabilité qu’une particule passe dépend de l’angle du filtre qui a testé la polarisation de son partenaire du côté opposé de la configuration expérimentale. Cela signifie que les résultats des deux mesures, à certains angles, violent une inégalité de Bell, et ont une corrélation plus forte qu’ils ne pourraient avoir si les résultats étaient régis par des variables cachées, et étaient actuellement prédéterminés lorsque les particules ont été émises.
Inégalité violée
John Clauser a immédiatement commencé à travailler sur la réalisation de cette expérience. Il a construit un appareil qui émettait deux photons intriqués à la fois, chacun vers un filtre qui testait leur polarisation. En 1972, avec le doctorant Stuart Freedman (1944-2012), il a pu montrer un résultat qui était une violation claire d’une inégalité de Bell, et qui était en accord avec les prédictions de la mécanique quantique.
Dans les années qui ont suivi, John Clauser et d’autres physiciens ont continué à discuter de l’expérience et de ses limites. L’un d’eux était que l’expérience était généralement inefficace, les deux, en ce qui concerne la production et la capture de particules. La mesure était également prédéfinie, avec les filtres à angles fixes. Il y avait donc des échappatoires où un observateur pouvait remettre en question les résultats : et si le montage expérimental sélectionnait d’une manière ou d’une autre les particules qui se trouvaient avoir une forte corrélation, et ne détectait pas les autres ? Si tel est le cas, les particules pourraient encore transporter des informations cachées.
Éliminer cette lacune particulière était difficile car les états quantiques entrelacés sont si fragiles et difficiles à gérer ; il est nécessaire de traiter des photons individuels. Le doctorant français Alain Aspect n’a pas été intimidé, et a construit une nouvelle version de la configuration qu’il a affinée au fil de nombreuses itérations. Dans son expérience, il a pu enregistrer les photons qui traversaient le filtre, et ceux qui ne le faisaient pas. Cela signifiait que plus de photons étaient détectés et que les mesures étaient meilleures.
Dans la dernière variante de ses tests, il a également pu orienter les photons vers deux filtres différents réglés à des angles différents. La finesse était un mécanisme qui changeait la direction des photons intriqués après qu’ils aient été créés et émis depuis leur source. Les filtres n’étaient qu’à six mètres de distance, de sorte que le changement devait se produire en quelques milliardièmes de seconde. Si les informations sur le filtre auquel le photon arriverait influençaient la façon dont il était émis par la source, il n’arriverait pas à ce filtre. Les informations concernant les filtres d’un côté de l’expérience ne pouvaient pas non plus atteindre l’autre côté et affecter le résultat de la mesure là-bas.
De cette façon, Alain Aspect comble une lacune cruciale, et propose un résultat très clair : la mécanique quantique est correcte, et il n’y a pas de variables cachées.
L’ère de l’information quantique
Ces expériences et d’autres similaires ont jeté les bases de l’intense recherche actuelle en science de l’information quantique.
Pouvoir manipuler et gérer les états quantiques et toutes leurs couches de propriétés nous offre l’accès à des dispositifs au potentiel inattendu. C’est la base du calcul quantique, du transfert et du stockage d’informations quantiques et des algorithmes de chiffrement quantique. Des systèmes à plus de deux particules, toutes intriquées, sont actuellement utilisés, qu’Anton Zeilinger et ses collègues ont été les premiers à explorer.
Expérimenter les inégalités de Bell
Anton Zeilinger a ensuite effectué d’autres tests sur les inégalités de Bell. Il a créé des ensembles de photons enchevêtrés en faisant briller un laser sur un cristal spécial, et a également utilisé des nombres aléatoires pour passer d’un paramètre de mesure à l’autre. Une expérience a utilisé des signaux de galaxies lointaines pour contrôler les filtres et s’assurer que les signaux ne pouvaient pas s’affecter les uns les autres.
Ces outils de plus en plus avancés rapprochent les applications réalistes. Des états quantiques intriqués sont actuellement mis en évidence entre des photons envoyés à travers des dizaines de kilomètres de fibre optique, et entre un satellite et une station au sol. Les chercheurs du monde entier ont trouvé de nombreuses nouvelles façons d’utiliser la propriété la plus puissante de la mécanique quantique en peu de temps.
La pemière révolution quantique nous a donné des transistors et des lasers; cependant, nous entrons maintenant dans une nouvelle ère grâce aux dispositifs contemporains de manipulation de systèmes de particules intriquées.
Lire l’article original sur PHYS.
Connexe “Redéfinir les informations vitales dans les mesures quantiques“.
