Cause de l'intrication quantique ?

[city_hunter]

Bonjour,
Ma question ne porte pas sur l'intrication quantique en elle-même, mais sur ce qui la déclenche. Malgré ce que j'ai pu lire / écouter sur le sujet depuis que je m'y intéresse, je n'ai jamais vraiment trouvé de réponse vraiment précise sur ce point. On sait créer des intrications de particules de différentes manières, mais sait on pourquoi et comment ces particules s'intriquent? Quel phénomène est la cause de cette intrication? Questions subsidiaires: L'intrication est-elle, en théorie et en pratique, irréversible? Autrement dit existe-t-il des phénomènes qui peuvent désintriquer 2 particules? Enfin, on parle de surtout d'intrication de 2 particules, mais combien de particules peuvent s'intriquer? Y'a t'il une limite?
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[Murmure-du-vent]

En MQ un systeme de particules est décrit par un vecteur dans le produit tensoriel de leurs espaces de Hilbert.
Ainsi pour 2 electrons si on ne s'interesse qu'au spin on va avoir un espace de dimension 2 fois deux.
|u>|u> est ainsi un de ses vecteurs de base. Une interaction entre deux electron y est décrite comme une transformation unitaire qui amene un vecteur donné en un autre. Ainsi le vecteur d'origine peut se transformer en
(|u>|u>+|d>|d>)/rac(2) qui correspond à un etat intriqué. cette transformation dépend du temps de l'interaction. Si elle se prolonge l'etat intriqué
comme dans une rotation peut tres bien retourner à son point de depart non intriqué.

[city_hunter]

Merci pour ta réponse. Ca répond en partie à ma question. L'interaction qui cause cette intrication est décrite de façon très obsvervationnelle, mais qu'est ce qui fait que 2 particules vont rentrer en interaction ou non? Quel est le déclencheur? Comment appréhender ce phénomène autrement que par le seul formalisme mathématique?
Par ailleurs, sur le temps d'interaction, est ce que ca signifie que A et B étant intriquées, si C vient interagir avec B, cette nouvelle intrication entre B et C peut annihiler l'intrication de départ entre A et B; ou bien A,B et C se retrouvent intriqués tous les 3. D'où ma question sur l'existence ou non d'une limite sur le nombre de particules intricables.

[Murmure-du-vent]

Il me semble qu'il n'y a pas de limite au nombre de particules intriquées. D'ailleurs l'intrication n'est pas la meme pour tout couple. certains le sont plus que d'autres.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Murmure-du-vent]

Pour l'élément déclancheur je ne pense pas qu'il soit lié à la nature meme des electrons qui vont s'intriquer. l'operateur va mettre en place autour de ceux ci un champ qui va les faire evoluer dans leur espace produit tensoriel. Ou alors il va se trouver qu'ils vont naturellement se trouver ensemble dans une region ou ce champ existe.

[Nicophil]

Bonjour,

D'ailleurs l'intrication n'est pas la meme pour tout couple. certains le sont plus que d'autres.

Comment ça ?

[Deedee81]

Salut,

Comment ça ?

L'intrication peut être plus ou moins forte.

Par exemple, prenons deux électrons qui seraient faiblement intriqués pour le spin. Avec un spin totalement indéterminé individuellement. Si je mesure le spin du premier électron que je trouve spin haut, cela veut dire que je vais avoir (par exemple) 51% de chance de le trouver spin haut (50% serait le hasard pur et 100% une intrication maximale).

[Murmure-du-vent]

j'ai lu récemment un truc que j'ignorais.Quand Alice recoit ses particules et quelle les dirige vers des fentes de Young
le resultat dépend du niveau d'intrication. S'il n'y a pas d'intrication elle a des belles interferences sur l'écran. il y a des endroits sans impact (des franges noires). S'il y a légere intrication ces franges noires sont plutot grises il y a quand meme des impacts à ces endroits. Et quand il y a intrication maximale comme dans le cas EPR, il n'y a aucune figure d'interference.

[Deedee81]

Salut,

j'ai lu récemment un truc que j'ignorais.Quand Alice recoit ses particules et quelle les dirige vers des fentes de Young
le resultat dépend du niveau d'intrication. S'il n'y a pas d'intrication elle a des belles interferences sur l'écran. il y a des endroits sans impact (des franges noires). S'il y a légere intrication ces franges noires sont plutot grises il y a quand meme des impacts à ces endroits. Et quand il y a intrication maximale comme dans le cas EPR, il n'y a aucune figure d'interference.

Ah oui tiens, je n'y avais jamais pensé mais c'est exact.

C'est amusant car ça permet de savoir si les particules sont intriquées sans effectuer de mesure de leur état exact (par quelle fente ils sont passés). C'est lié au fait qu'il est possible de construire un opérateur dont les valeurs propres sont "intriqués or not" sans mesurer la valeur exacte (par exemple) du spin). Mais je n'avais pas encore vu d'exemple concret.

[Chip]

j'ai lu récemment un truc que j'ignorais.Quand Alice recoit ses particules et quelle les dirige vers des fentes de Young
le resultat dépend du niveau d'intrication. S'il n'y a pas d'intrication elle a des belles interferences sur l'écran. il y a des endroits sans impact (des franges noires). S'il y a légere intrication ces franges noires sont plutot grises il y a quand meme des impacts à ces endroits. Et quand il y a intrication maximale comme dans le cas EPR, il n'y a aucune figure d'interference.

Il faudrait préciser la situation. Si, par exemple, les particules d'Alice sont intriquées en polarisation avec celles de Bob, elle peut très bien les envoyer (= les particules qu'elles reçoit) sur des fentes de Young et observer des franges d'interférence, le fait qu'elles soient intriquées ou non avec elles de Bob n'y change rien.

[Deedee81]

Il faudrait préciser la situation. Si, par exemple, les particules d'Alice sont intriquées en polarisation avec celles de Bob, elle peut très bien les envoyer (= les particules qu'elles reçoit) sur des fentes de Young et observer des franges d'interférence, le fait qu'elles soient intriquées ou non avec elles de Bob n'y change rien.

Je suppose qu'il voulait parler d'une intrication totale (phase, fréquence, etc...) comme un photon émis par émission stimulée et le photon à l'origine de l'émission.

[Murmure-du-vent]

Quand les particules sont intriquées il possibe cependent que dans l'espace de hilbert global on aie un etat pur.
on peut y calculer sa matrice densité. elle correspond à un etat pur. Quand Bob ou Alice calcule la trace partielle sur les degres de liberté de l'autre ils obtiennent chacun un matrice densité mixte. Dans le cas extreme ils obtiennent comme matrice la moitié de la matrice identité dans la cas d'un spin. Donc pas d'interférence.
Ta remarque me fait cependant penser à une question. Peut il y avoir intrication sur certains degrés de liberté pas sur d'autres ? Ca donnerait quoi avec les fentes de Young?

[Chip]

Je suppose qu'il voulait parler d'une intrication totale (phase, fréquence, etc...) comme un photon émis par émission stimulée et le photon à l'origine de l'émission.

Je ne sais pas, ça ne me paraît pas clair. Je ne vois pas bien pourquoi tu parles d'émission stimulée, ça me semble ajouter à la confusion (par exemple, les photons d'un faisceau laser ne sont pas intriqués).

[Chip]

Quand les particules sont intriquées il possibe cependent que dans l'espace de hilbert global on aie un etat pur.
on peut y calculer sa matrice densité. elle correspond à un etat pur. Quand Bob ou Alice calcule la trace partielle sur les degres de liberté de l'autre ils obtiennent chacun un matrice densité mixte.

ok

Dans le cas extreme ils obtiennent comme matrice la moitié de la matrice identité dans la cas d'un spin. Donc pas d'interférence.

Pas d'interférence de quoi?

Ta remarque me fait cependant penser à une question. Peut il y avoir intrication sur certains degrés de liberté pas sur d'autres ?

Oui, par exemple des photons peuvent être intriqués en polarisation, ou en énergie... ou "hyper intriqués" (intriqués par plusieurs degrés de liberté).

[Murmure-du-vent]

Je pense que s'il y a intrication sur une partie des degrés de liberté. La matrice de densité reduite devient mixte et que l'entropie de Von Neuman est non nulle.
Je ne sais pas si certains appareils de mesures Stern et Gerlach, franges de Young etc peuvent plus que d'autres etre sensibles a certains type d'interference.

[Deedee81]

(par exemple, les photons d'un faisceau laser ne sont pas intriqués).

Tiens je l'aurais cru puisque le photon émis est dans le même état quantique que le photon stimulateur.

Mais il est vrai qu'ils interagissent fortement avec la cavité (pour avoir une formation d'une onde stationnaire, une sélection en longueur d'ondes et une forte amplification). Ceci explique sans doute cela.

Désolé pour la source de photons... euh... de confusion

[Murmure-du-vent]

En attendant la réponse à maquestion, un lien sur les photons intriqués dans les faisceaux lasers:
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1937.htm

[Murmure-du-vent]

Chip a raison il peut y avoir intrication pour le spin et/ou la couleur et/ou l'impulsion etc. et donc la quantité de bits perdue lors d'une intrication peut etre supérieure à 1.

[Deedee81]

Salut,

En attendant la réponse à maquestion, un lien sur les photons intriqués dans les faisceaux lasers:
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1937.htm

En faisant quelques recherches je suis en effet tombé sur des articles analogues. Ce qui a motivé mon message 16 (où je donne la raison pour laquelle je me suis trompé).

Merci pour la référence.

[Chip]

En attendant la réponse à maquestion, un lien sur les photons intriqués dans les faisceaux lasers:
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1937.htm

Ces photons sont émis par un processus d'émission spontanée (pas stimulée); il ne s'agit pas de faisceaux lasers intriqués. Le laser n'est là que pour "pomper" (exciter) le système qui émet les photons intriqués.

[Deedee81]

Ces photons sont émis par un processus d'émission spontanée (pas stimulée); il ne s'agit pas de faisceaux lasers intriqués. Le laser n'est là que pour "pomper" (exciter) le système qui émet les photons intriqués.

Merci,

Faut vraiment que je lise complètement ces articles. Manque de temps

[Murmure-du-vent]

Bonjour

Regardez ce lien du coté de la figure 2A.
Beaty y explique que de la lumiere est coherente quand sa source nous apparait ponctuelle.
Ainsi une source étendue de lumiere ne donnee pas de la lumiere coherente. Cependant si l'on en est tres éloigné,
elle le devient. ceci explique l'effet Fraunhofer avec ses figures d'interferences.
On parle donc ici de coherence.
Quand on dit qu'un faisceau de photons intriqués de maniere maximale dans des paires de Bell ne produisent pas d'interference,
on effectue une trace partielle sur la paire et on s'interesse aux elements non diagonaux de la matrice densité. on va alors parler de ses coherences et de leurs disparition.
dans les deux cas la disparition de cohérence conduit à l'absence de franges d'interference.
Pour la lumiere ces deux notions se recoupent elles?

[city_hunter]

Personne n'a vraiment répondu à ma question initiale. Qu'est ce qu'est cette interaction qui amène 2 particules à s'intriquer? Je veux bien qu'on me sorte une description mathématique sur la transformation de leurs vecteurs, mais ca n'en fait pas une explication. Il y a bien une raison au fait que 2 particules se mettent à interagir ou non, et un processus physique précis qui existe derrière ce vague mot d"'interaction"? On ne peut pas se contenter de dire: on met 2 particules en présence, elles interagissent on ne ne sait trop comment et pouf, elles en ressortent intriquées a un niveau plus ou moins élevé. c'est ce processus que je cherche à comprendre. Y a t'il un échange quelconque d'information, d'énergie, une transmission de l'une a l'autre lors de cette mysterieuse interaction?

[Murmure-du-vent]

Oui il y a ce qu'on appelle les echanges des bosons virtuels de la force qui s'exerce entre les paricules. Pour des electrons ce sera des photons virtuels. Là ca devient technique mais dans un premier temps çà peut repondre à ta question.

[mmanu_F]

Personne n'a vraiment répondu à ma question initiale. Qu'est ce qu'est cette interaction qui amène 2 particules à s'intriquer? Je veux bien qu'on me sorte une description mathématique sur la transformation de leurs vecteurs, mais ca n'en fait pas une explication. Il y a bien une raison au fait que 2 particules se mettent à interagir ou non, et un processus physique précis qui existe derrière ce vague mot d"'interaction"? On ne peut pas se contenter de dire: on met 2 particules en présence, elles interagissent on ne ne sait trop comment et pouf, elles en ressortent intriquées a un niveau plus ou moins élevé. c'est ce processus que je cherche à comprendre. Y a t'il un échange quelconque d'information, d'énergie, une transmission de l'une a l'autre lors de cette mysterieuse interaction?

Prenons un exemple. Tu peux créer une paire de photons en annihilant un électron et un positron. Schématiquement, ça ressemble à ça :



Pourquoi ? Parce que c'est ce que font les particules chargées électriquement : elles intéragissent avec les photons (au niveau des gros points noirs sur le schéma). Comment ? Toujours de la même manière que sur le schéma, avec deux particules de type électron et un seul photon qui se joignent en un point. On appelle ça l'électrodynamique quantique et c'est une de ces théories dont les prévisions sont incroyablement bien vérifiées expérimentalement. On a d'autres théories du même type qui expliquent de la même manière comment d'autres particules avec d'autres types de charge interagissent les unes avec les autres. Ses interactions sont régient par des lois de conservation, par exemple l'énergie doit être conservée.

Pour ce qui nous concerne ici, la quantité conservée qui nous intéresse est le moment angulaire (que l'on peut voir comme la "quantité de rotation" intrinsèque des particules). Les photons ont chacun une polarisation et sont émis dans deux directions diamétralement opposées. Le moment angulaire total initial était de 0, il doit l'être aussi à la fin car il est conservé : la somme des moments angulaires des photons doit donc être nulle. La conservation du moment angulaire total ne spécifie pas quelle doit être la polarisation individuelle de chaque photon, seulement la somme des deux. Les deux photons sont ainsi soit tous les deux polarisés circulairement à gauche, soit tout les deux polarisés circulairement à droite. Leur polarisation individuelle n'est pas indépendante. Autrement dit, ces deux photons sont intriqués.

[coussin]

Personne n'a vraiment répondu à ma question initiale. Qu'est ce qu'est cette interaction qui amène 2 particules à s'intriquer? Je veux bien qu'on me sorte une description mathématique sur la transformation de leurs vecteurs, mais ca n'en fait pas une explication. Il y a bien une raison au fait que 2 particules se mettent à interagir ou non, et un processus physique précis qui existe derrière ce vague mot d"'interaction"? On ne peut pas se contenter de dire: on met 2 particules en présence, elles interagissent on ne ne sait trop comment et pouf, elles en ressortent intriquées a un niveau plus ou moins élevé. c'est ce processus que je cherche à comprendre. Y a t'il un échange quelconque d'information, d'énergie, une transmission de l'une a l'autre lors de cette mysterieuse interaction?

Je suis étonné par les réponses inutilement compliquées que l'on vous donne...
Deux électrons, plus généralement deux particules chargées, interagissent via l'interaction de Coulomb. C'est cette interaction là qui intrique.
Deux photons n'interagissent pas entre eux. Comment les intriquer ? La plupart des photons intriqués proviennent d'interaction entre lumière et des cristaux non-linéaires. Pour schématiser, un cristal non linéaire est capable de "couper en deux" un photon. Cette paire de photons étant intriquée.

[mmanu_F]

un cristal non linéaire est capable de "couper en deux" un photon.

salut,

ah oui, j'ai vu passé cette "explication" aussi hier. alors puisque tu en reparles, et au risque de compliquer un peu, tu peux me donner les détails de ce mystérieux "coupage en deux" d'un photon ?

[Amanuensis]

https://en.wikipedia.org/wiki/Sponta...own-conversion

[Franc84]

Bonjour,

Est ce que l'on peut dire qu'entre deux particules intriquées, il y a une relation à distance instantanée sans échange d'information?

(Ce qui d'un point de vue philosophique nécessiterait un autre principe que la matière quantifiée, car ce n'est pas un médium quantifié qui serait responsable de la relation.)

Cordialement

Philippe de Bellescize

[Amanuensis]

Est ce que l'on peut dire qu'entre deux particules intriquées, il y a une relation à distance instantanée sans échange d'information?

On peut tout dire. Mais cela n'implique pas que cela ait un sens.