Actu - Un tour de magie quantique dans le passé avec des photons intriqués ?

[Xoxopixo]

La présentation du paradoxe de la diffusion dans ce document est, de ce point de vue, particulièrement intéressante. Elle montre que la question ne se limite pas à la mesure quantique. Il y a des difficultés non encore pleinement surmontées (me semble-t-il) pour tout ce qui tourne autour de l'écoulement irréversible du temps en relation avec la thermodynamique statistique, les phénomènes considérés comme irréversibles et avec la façon dont nous extrayons de l'information classique de nos mesures.

Très justement, le problème de l'extraction de l'information n'est pas spécifique à la mécanique quantique, sauf qu'il devient incontournable dans un espace 3D lorsqu'on a affaire à un système qui ne peut être décomposé en plusieurs.
Ce qui est le cas des systèmes microscopiques.

A mon avis, le problème est lié au fait qu'un espace en 3D autour d'un système ne peut subir de rotation sans provoquer une inversion de l'information "du point de vue" de ce même système lui-même.
Or le "point de vue" relatif au système est important, puisque c'est là que se déroulent les phénomènes physiques le concernant.
Une 4eme "dimension" est nécéssaire pour que le système soit en mesure d'acquerir l'ensemble des informations, simultanément, de manière complète.
Voir page 16 par exemple ici :
http://math.ucr.edu/~huerta/quaternions.pdf

Ceci est vrai également pour un observateur macroscopique dans un espace 3D.
MAIS, il peut être décomposé en sous-systèmes, capables d'obtenir chacun l'information (partielle) dans une direction particulière de l'espace, ce qui permet de les intègrer virtuellement (et imparfaitement) pour recomposer l'ensemble des informations relativement à ce système.

Un symétrie parfaite dans l'acquisition de l'information reviendrait, pour imager, à avoir une vision stéréoscopique dans toutes les directions simultanément (simultanément du point de vue de l'obsevateur concerné), devant, derrière, en haut, en bas, à gauche, à droite.
Or à moins d'être ponctuel, ceci n'est pas possible dans un espace à 3 dimensions.
Sur une sphère, et pour la sphère, l'information vient toujours... d'en face.... perpendiculairement à l'interface de la sphère.

D'où mon insistance sur la notion de Spin généralisé.

[ù100fil]

mais ce n'est pas à cette question la que je souhaitais une réponse.

Mais les questions cachent bien souvent des dire inconscient et de plus la tienne fait intervenir bon nombre de concept qui s’entrecroisent - Évènements - suite d'évènements/processus physique - localisation spatio-temporelle - irréversibilité / impossibilité de retracer un ordre inverse dans lequel les évènements ont eu lieu - statistiques bayésiennes - Quantité d'information/Théorie de l'information - ....

Patrick

[mh34]

Euh...Patrick...est-ce que parfois vous n'avez pas l'impression de chercher un peu midi à 14 heures? Prendre la question comme elle est posée et partir du principe que quelqu'un dit bien ce qu'il veut dire, c'est pas mal non plus, comme système.

[ù100fil]

Euh...Patrick...est-ce que parfois vous n'avez pas l'impression de chercher un peu midi à 14 heures? Prendre la question comme elle est posée et partir du principe que quelqu'un dit bien ce qu'il veut dire, c'est pas mal non plus, comme système.

Tout simplement je ne vois rien de mathématique ici :

Je ne vois pas comment on peut résoudre par des considérations d'interprétation un problème mathématique :

• l'incompatibilité de l'indéterminisme et de l'irréversibilité du phénomène non modélisé (mais observé) de mesure quantique avec le déterminisme et la réversibilité des évolutions quantiques d'une part,
• l'inexistence d'un résultat final de mesure quantique d'autre part (si on suppose valide la dynamique hamiltonienne régissant les évolutions quantiques).

Patrick

[chaverondier]

je ne vois rien de mathématique dans :

• l'incompatibilité de l'indéterminisme et de l'irréversibilité du phénomène non modélisé (mais observé) de mesure quantique avec le déterminisme et la réversibilité des évolutions quantiques d'une part,
• l'inexistence d'un résultat final de mesure quantique d'autre part (si on suppose valide la dynamique hamiltonienne régissant les évolutions quantiques).

Les questions cachent bien souvent des dires inconscients et de plus la tienne fait intervenir bon nombre de concepts qui s’entrecroisent - Évènements - suite d'évènements/processus physique - localisation spatio-temporelle - irréversibilité / impossibilité de retracer un ordre inverse dans lequel les évènements ont eu lieu - statistiques bayésiennes - Quantité d'information/Théorie de l'information - ....

Vos réponses aux questions que je pose sont très éclairantes. J'ai particulièrement apprécié vos commentaires détaillés concernant les références suivantes en choisissant soigneusement les passages appropriés :

• Quantum Information and Relativity Theory : Asher Peres, Daniel R. Terno http://arxiv.org/abs/quant-ph/0212023
• Probing quantum mechanics towards the everyday world: where do we stand ? A.J.Leggett http://www.nobelprize.org/nobel_orga...-1/leggett.pdf
• information theory and statistical mechanics, E.T.Jaynes
  http://bayes.wustl.edu/etj/articles/theory.1.pdf
  http://bayes.wustl.edu/etj/articles/theory.2.pdf
• Quantum mechanics as quantum information, Christopher A. Fuchs http://arxiv.org/abs/quant-ph/0205039
• Cours de physique 2010 de S.HAROCHE http://www.cqed.org/college/2010/Cou...09-2010.L4.pdf
• Quantum mechanics of individual systems, J.B.Hartle http://www.imamu.edu.sa/Scientific_s...%20systems.pdf
• Comportement quantique des appareils de mesure, Taoufik Amri, thèse de doctoratdu LKB http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00596762/fr/

[ù100fil]

Vos réponses aux questions que je pose sont très éclairantes. J'ai particulièrement apprécié vos commentaires détaillés concernant les références suivantes en choisissant soigneusement les passages appropriés :

Tout comme ton formalisme mathématique indépendant de toute interprétation. On peut effectivement chercher à noyer le poisson pour se soustraire à la toute critique. C'est tellement plus confortable.

Patrick

[chaverondier]

Tout comme ton formalisme mathématique indépendant de toute interprétation.

je ne vois rien de mathématique dans :

• l'incompatibilité de l'indéterminisme et de l'irréversibilité du phénomène non modélisé (mais observé) de mesure quantique avec le déterminisme et la réversibilité des évolutions quantiques d'une part,
• l'inexistence d'un résultat final de mesure quantique d'autre part (si on suppose valide la dynamique hamiltonienne régissant les évolutions quantiques).

On peut effectivement chercher à noyer le poisson pour se soustraire à la toute critique. C'est tellement plus confortable...

...d'esquiver les questions auxquelles on ne souhaite pas faire l'effort d'essayer de répondre (en analysant les références appropriées) mais auxquelles on souhaite cependant imposer les réponses que l'on préfère.

Dans les liens que j'ai cités, il y a de nombreux documents qui vont dans le sens de vos préférences (du moins ce que j'ai cru en comprendre). Il aurait été tout à fait possible de mener une discussion sérieuse, mais bon...

[ù100fil]

Dans les liens que j'ai cités, il y a de nombreux documents qui vont dans le sens de vos préférences (du moins ce que j'ai cru en comprendre).

La formalisation de la mécanique statistique à l’aide de la théorie de l’information proposée par E.T.Jaynes qui a été poursuivit en France par R.Balian, mais je n'ai pas l'impression que cela est donné des résultats faisant consensus.

Patrick

[ù100fil]

Il aurait été tout à fait possible de mener une discussion sérieuse, mais bon...

Comment expliquerais tu la remise en cause qu'opère la physique statistique (qui va au delà de la thermodynamique puisque s’intéresse à la dynamique du microscopique pour construire le macroscopique) du mythe réductionniste ?

Modélisation des processus élémentaires + physique statistique ==> informations probabiliste sur l’échelle microscopique + prédictions déterministes à l'échelle macroscopique.

Par exemple le modèle d'interaction inter-atomique qui conduit a la possible organisation d'un fluide en deux phases liquide ou gazeuse. i.e. a des comportements très différent à l'échelle macroscopique, quand bien même aucun des "ingrédients" microscopiques n'a changé. Les mêmes détails microscopique peuvent conduire à des phénomènes collectifs très différents.

Patrick

[chaverondier]

Comment expliquerais tu la remise en cause qu'opère la physique statistique (qui va au delà de la thermodynamique puisqu'elle s’intéresse à la dynamique du microscopique pour construire le macroscopique) du mythe réductionniste ?

Il me semble que c'est plutôt l'intrication quantique qui a fait disparaître la possibilité de considérer les systèmes physiques comme pouvant être systématiquement décomposés en parties distinctes que l'on puisse complètement caractériser individuellement. Je ne vois pas ce qui permet de faire disparaître le réductionnisme dans la physique classique.

Modélisation des processus élémentaires + physique statistique ==> informations probabilistes sur l’échelle microscopique + prédictions déterministes à l'échelle macroscopique. Par exemple le modèle d'interaction inter-atomique qui conduit aà la possible organisation d'un fluide en deux phases liquide ou gazeuse. i.e. à des comportements très différents à l'échelle macroscopique, quand bien même aucun des "ingrédients" microscopiques n'a changé. Les mêmes détails microscopique peuvent conduire à des phénomènes collectifs très différents.

Ce que tu dis là est juste, mais où veux tu en venir ? Je ne cherche pas à apporter des réponses que je connaîtrait sur tel ou tel sujet, mais à connaître plus en profondeur les justifications de réponses que je ne comprends pas bien.

Je cherche en particulier à comprendre plus en détails le phénomène de mesure quantique ainsi que les no-go thorem limitant l'accès à l'information et rendant impossible tout échange d'information et tout lien cause effet (qui serait controlable par un observateur macroscopique et non par le mystérieux hasard des résultats de mesure quantique) entre évènements séparés par des intervalles de type espace.

En particulier, dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité, on peut créer à distance (en B)

• des états chat de Schrödinger (à partir d'un champ initialement cohérent régnant dans une cavité micoronde) par des mesures d'énergie d'ionisation (en A) sur les atomes a (de paires d'atomes de Rydberg a et b intriqués + l'interaction des atomes b avec le champ initialement cohérent régnant dans la cavité microonde B avant cette interaction)
• des états classiques dans cette même cavité en faisant précéder, en A, les mesures d'énergie d'ionisation des atomes a par une impulsion pi/2

J'ai du mal à me convaincre totalement que le phénomène de décohérence provoqué à distance en B dans le premier cas, suite aux mesures d'énergie d'ionisation réalisées en A, soit totalement et forcément inobservable en B sans l'apport complémentaire d'informations classiques issues de A.

L'impossibilité d'observer le phénomène de décohérence en B (sans information classique complémentaire issue de A) repose sur la démonstration du fait qu'aucune information ne peut être extraite statistiquement (sur ce phénomène de décohérence) de mesures réalisées en B. Je trouve la démonstration du no-communication theorem très convaincante mathématiquement si on ne se pose pas de question physique. Mais comment en être absolument sûr puisqu'en définitive on ne sait pas très bien ce qu'est une mesure quantique ?

Pour l'instant, j'ai seulement compris les mathématiques du no-communication theorem, mais pas la physique. En particulier, je n'ai pas compris pourquoi :

• le fait que l'opérateur densité réduit ne contienne pas toute l'information sur ce qui se passe en B d'une part (puisqu'il y a intrication avec l'environnement),
• l'absence de modèle de la mesure quantique conduisant à un résultat de mesure unique (Gillesh38 à démonté les conclusions de R.BALIAN sur ce point) d'autre part, et ce selon un processus irréversible,

ne sont pas considérés comme des points faibles du no-communication theorem demandant d'étudier la question plus en profondeur pour aboutir à une conclusion plus sûre.

[ù100fil]

Ce que tu dis là est juste, mais où veux tu en venir ? Je ne cherche pas à apporter des réponses que je connaîtrait sur tel ou tel sujet, mais à connaître plus en profondeur les justifications de réponses que je ne comprends pas bien.

J'ai juste comme l'impression que tu recherches une perte objective "d'information" dans le sens microscopique vers macroscopique bien qu'il y semble aussi y avoir aussi une perte de degré de liberté dans le sens inverse. Le collectif fait "émerger" de nouvelles dimensions du moins d’après nos représentations. (réciproquement aussi, mais concerne d'autre degré de liberté).

Le niveau fondamental semble être le passage du désigné microscopique au désigné macroscopique et réciproquement.

L'approche bayésienne nous offre une représentation conceptuelle ou on y retrouve les notions de modèle sous la forme de vraisemblance, d’état sous la forme de cause et d’observation sous la forme d’effet.

Patrick

[ù100fil]

Je cherche en particulier à comprendre plus en détails

La c'est ton domaine de recherche. C'est plus à toi à faire des propositions de réponse pour les soumettre à critique par la rédaction d'articles à lecture par des spécialistes du domaine.



Patrick

[ù100fil]

(qui serait controlable par un observateur macroscopique et non par le mystérieux hasard des résultats de mesure quantique)

J'ai hésité avant de te poser la question de fond qui sépare nos a-priori.

Pourquoi ? Ou est le mystère ? dans les échafaudages inconscients que nous utilisons pour construire nos représentations ?

Patrick

[invite231234]

Salut !

Petite question : a-t-on déjà essayé d'intriquer de l'antimatière ?

@ +

[chaverondier]

le mystérieux hasard des résultats de mesure quantique.

J'ai hésité avant de te poser la question de fond qui sépare nos a-priori. Pourquoi ?

Il ne s'agit pas d'a priori, mais d'a postériori (voir ci-dessous pourquoi)

Où est le mystère ? Dans les échafaudages inconscients que nous utilisons pour construire nos représentations ?

Dans les échafaudages conscients que nous utilisons pour modéliser mathématiquement les évolutions quantiques.

La dynamique des évolutions quantiques est hamiltonienne, donc unitaire, déterministe et réversible. La mesure quantique est au contraire, non unitaire, indéterministe et irréversible. En théorie, la mesure quantique ne peut pas donc pas exister car cette évolution est mathématiquement incompatible avec la dynamique des évolutions quantiques. C'est ça le problème de la mesure quantique (le phénomène de décohérence, qui précède la mesure quantique, respecte le caractère unitaire, déterministe, réversible et isentropique des évolutions quantiques)

On peut néanmoins être tenté de penser que le passage de la dynamique quantique modélisant les évolutions quantiques au niveau microphysique à la mesure quantique émergeant à l'échelle macroscopique présente une similarité avec ce qui se passe en mécanique classique. En effet, en mécanique classique, au niveau fondamental, les évolutions sont unitaires, déterministes et réversibles. La "croissance de l'entropie des systèmes isolés" n'existe pas d'un point de vue théorique car la dynamique d'évolution des systèmes classiques isolés est hamiltonienne donc isentropique (cf l'objection de réversibilité soulevée par Loschmidt il y a déjà bien longtemps à l'encontre du théorème H de Boltzmann).

L'apparition d'évolutions irréversibles au niveau macroscopique est une émergence de nature thermodynamique statistique. Elle passe obligatoirement par des considérations de fuite d'information. La démonstration du théorème H de Boltzmann introduit cette fuite d'information à travers l'hypothèse du chaos moléculaire (perte de l'information de corrélation, créée par les chocs entre molécules, entre les états de deux particules ou plus).

On voit donc bien que le problème du passage d'une dynamique à l'autre (et le second principe de la thermo, la notion d'écoulement irréversible du temps, le principe de causalité qui repose sur cette notion d'écoulement irréversible du temps puisqu'elle exige de pouvoir définir un écoulement du temps et un sens passé futur...) est déjà problématique en mécanique classique.

Le passage de la dynamique déterministe et réversible des évolutions quantiques au processus indéterministe et irréversible de mesure quantique l'est encore plus. Je suis pratiquement convaincu qu'il manque des choses, mais que c'est une question très difficile (sinon, depuis qu'on cherche, on aurait déjà trouvé).