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  • Nouvel éclairage sur la relation entre intrication quantique et non-localité

    Posté le 13 février 2012

    La physique moderne défie notre intuition de la manière la plus spectaculaire :

    La théorie de la relativité de Einstein nous dit que l’Espace et le Temps sont intimement liés et que le temps absolu est une illusion.

    La mécanique quantique est encore plus surprenante. Dans un article de 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen mettent en évidence un phénomène d’action à distance qualifié de « spooky » (qui donne des frissons) par Einstein : 2 particules intriquées (ayant interagi ou ayant une origine commune) se comportent comme un système unique, quelque soit la distance qui les sépare. Si on mesure l’une des particules, l’état de sa particule jumelle sera instantanément modifié.

    Les corrélations entre les résultats des mesures locales effectuées sur ces particules sont si fortes qu’elle n’auraient pas pu être obtenues à partir d’une paire de systèmes classiques tels que 2 ordinateurs. Pour résumer, c’est comme si les particules quantiques vivaient en dehors de l’Espace-Temps. On appelle cela le « principe de non-localité » ou principe de non-séparabilité.

    Comprendre ce phénomène d’inséparabilité quantique représente un défi majeur pour la physique moderne. Un point clé est que cette inséparabilité apparait sous différentes formes en mécanique quantique. Comprendre précisément la relation entre ces différentes formes est un objectif de longue date.

    Le Dr Tamas Vertesi de l’Académie des sciences de Hongrie et le Dr Nicolas Brunner de l’Université de Bristol ont fait un pas significatif dans cette direction. Dans un article de Physical Review Letters, ils montrent que la forme la plus faible d’intrication quantique, appelée intrication quantique non-distillable, peut conduire à des corrélations quantiques non-locales, les formes les plus fortes d’inséparabilité. Selon le professeur Pawel Horodecki, théoricien quantique de l’Université de Technologie de Gdansk, « l’intrication est presque ‘invisible’ dans de tels systèmes, ce qui rend très surprenant le fait qu’ils puissent présenter ce phénomène de non-localité »

    Le travail des Dr Vertesi et Brunner réfute une conjecture faite en 1999 par le Professeur Asher Peres, l’un des fondateurs de la science de l’information quantique. Peres affirmait que les états quantiques présentant une symétrie particulière par renversement du temps [critère de transposition partielle positive de Peres-Horodecki] ne pouvaient jamais conduire à la non-localité. Toutes les recherches dans ce domaine soutenaient cette conjecture de Peres… jusqu’à maintenant.

    Outre sa contribution à notre compréhension des fondations de la théorie quantique, ce travail soulève de nouvelles interrogations en science de l’information quantique. Cela pourrait bien susciter un débat sur le rôle que l’intrication et la non-localité jouent en cryptographie quantique et en informatique quantique.

    Source : University of Bristol


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