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Intrication quantique et transmission d'information



  1. #1
    Cyb3rToY

    Lightbulb Intrication quantique et transmission d'information


    ------

    Bonjour les astronautes,

    Dans le cadre de l'écriture d'un roman de science fiction et dans un soucis de réalisme, je cherche a transmettre des informations à des distances astronomiques instantanément. Je me suis donc intéresser à l'intrication quantique, cependant j'ai beaucoup de mal à comprendre les théories quantiques (mon domaine de prédilection étant plus l'informatique que l'astrophysique).

    Tout d'abord la téléportation quantique. Si j'ai bien compris, ceci permet de transférer l'état d'une particules (charges, spin...) à une autre particules. Apparemment, deux particules éloignés dans l'espace peuvent être liés et lorsque l'on mesure les propriétés d'une particules l'on peux déterminer les valeurs de la seconde. Or j'ai pu lire également que l'on ne peux transmettre d'information par ce procédé. C'est ici que je bloque.

    D'une part, que représente cette liaison entre 2 particules ? Parce qu'à ma connaissance les particules sont liés électriquement, comme les électrons aux protons, mais ça c'est de la physique standard (non quantique). Et comment trouvent-on deux particules liés ? J'ai lu que l'on pouvais produire des paires d'électrons dans l'article sur l’expérience chinoise cité plus bas, mais cela sous entend que l'on doit d'abord les produire puis les transporter à l'endroit voulu, ce qui est un inconvénient de taille dans le cas d'une transmission d'informations.

    D'autre parts, mettons que pour créer une sorte d'internet quantique (parlons en bit plutôt qu'en qbit pour faire simple), Si on prend deux particules liés nommés A et B et possédant une propriété quantique x, et qu'on détermine qu'à une certaines valeurs de x cela correspond à 0, et qu'à une autre valeur de x cela correspond à 1. Si l'on peux transférer les propriétés quantiques de A vers B il me semble logique d'imaginer qu'un protocole de transmission est envisageable.

    Des chercheurs chinois aurait réussis à exploiter la téléportations quantiques (https://www.futura-sciences.com/scie...-mobile-38796/) afin de transmettre des informations d'un satellite à une station au sol, cependant ils ont utiliser en parallèle une transmission standard (par ondes radios j'imagine) afin de complété le processus et permettre la lecture des informations quantiques ainsi transféré. Ceci éliminant d'office une transmission d'informations plus rapide que la lumière.

    Je suis tomber sur cet article (https://trustmyscience.com/physicien...dar-quantique/) qui parlent de chercheurs russes qui auraient mis au point un radar quantique, et visiblement leur technologie permettrait de transmettre de l'information, en l’occurrence la présence et la position d'un objet. On est plutôt éloigné de l’expérience chinoise précédentes dans le sens où ici nous n'avons pas deux station qui communiquent entre elles mais bien une stations qui exploitent, je ne sais comment, des informations quantiques extérieurs à la dite stations. (Je me rend bien compte qu'en l'absence de publication sur cette expériences vous ne pourrez certainement pas m'éclairer sur leurs procédés)

    Du coup, s'il n'est vraiment pas possible de transmettre d'informations (sans procédés parallèles) je me pose aussi cette question : Est-ce que les connaissances scientifiques actuelles permettent d'affirmer qu'une tel chose est impossible, comme l'on peut affirmer que rien ne se perd, rien ne se créer, tout se transforme... (merci Antoine) Ou est-ce qu'a priori ce n'est pas possible avec les connaissances actuelles mais que potentiellement dans l'avenir l'on peut découvrir un moyen d'y arriver.

    Merci beaucoup pour vos photons

    -----

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  3. #2
    jacknicklaus

    Re : Intrication quantique et transmission d'information

    On peut dire que dans le cadre de nos théories (quantique et relativiste), il n'est pas possible de transmettre de l'information plus vite que la lumière. Et qu'aucune expérience n'a pu mettre le contraire en évidence. Maintenant, dans le cadre de certaines théories à ce jour TRES spéculatives, cette possibilité n'est pas exclue: chercher dans gogol avec le mot clé Alcubierre. Par exemple https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive

    Donc, on se gardera bien d'affirmer que les certitudes actuelles le resteront dans 1000 ans...
    There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.

  4. #3
    zebular

    Re : Intrication quantique et transmission d'information

    Bonjour
    je viens de lire un article évoquant le Multivers où les Univers émanent du vide et s'écartent les uns des autres assez vite par "l'inflation" du milieu pour ne pas avoir d'effets causaux..donc plus vite que la lumière.
    Ce n'est qu'une spéculation parmi d'autres,déduite d'une théorie parmi d'autres non réfutée faute de preuves contraires.
    Dans ce contexte,une info peut voyager trés vite mais personne n'ira assez vite pour intercepter l'info

  5. #4
    6Freddy

    Re : Intrication quantique et transmission d'information

    Bonjour à toi, ô Jouet Cybernétique

    Si tu veux écrire de la hard science-fiction, à quoi bon aller trop loin dans le côté hard-science ? Ce ne serait plus de la science-fiction mais de la fiction scientifique
    Donc libre à toi d'imaginer des vaisseaux spatiaux se déplaçant plus vite que la lumière grâce à la warp-drive d'Alcubierre, et communiquant en temps réel à travers l'intrication quantique !

    Que mes photos illuminent ton trajet interstellaire

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Intrication quantique et transmission d'information

    Citation Envoyé par Cyb3rToY Voir le message
    Bonjour les astronautes,

    Dans le cadre de l'écriture d'un roman de science fiction et dans un soucis de réalisme, je cherche a transmettre des informations à des distances astronomiques instantanément. Je me suis donc intéresser à l'intrication quantique, cependant j'ai beaucoup de mal à comprendre les théories quantiques (mon domaine de prédilection étant plus l'informatique que l'astrophysique).

    Tout d'abord la téléportation quantique. Si j'ai bien compris, ceci permet de transférer l'état d'une particules (charges, spin...) à une autre particules. Apparemment, deux particules éloignés dans l'espace peuvent être liés et lorsque l'on mesure les propriétés d'une particules l'on peux déterminer les valeurs de la seconde. Or j'ai pu lire également que l'on ne peux transmettre d'information par ce procédé. C'est ici que je bloque.

    D'une part, que représente cette liaison entre 2 particules ? Parce qu'à ma connaissance les particules sont liés électriquement, comme les électrons aux protons, mais ça c'est de la physique standard (non quantique). Et comment trouvent-on deux particules liés ? J'ai lu que l'on pouvais produire des paires d'électrons dans l'article sur l’expérience chinoise cité plus bas, mais cela sous entend que l'on doit d'abord les produire puis les transporter à l'endroit voulu, ce qui est un inconvénient de taille dans le cas d'une transmission d'informations.

    D'autre parts, mettons que pour créer une sorte d'internet quantique (parlons en bit plutôt qu'en qbit pour faire simple), Si on prend deux particules liés nommés A et B et possédant une propriété quantique x, et qu'on détermine qu'à une certaines valeurs de x cela correspond à 0, et qu'à une autre valeur de x cela correspond à 1. Si l'on peux transférer les propriétés quantiques de A vers B il me semble logique d'imaginer qu'un protocole de transmission est envisageable.

    Des chercheurs chinois aurait réussis à exploiter la téléportations quantiques (https://www.futura-sciences.com/scie...-mobile-38796/) afin de transmettre des informations d'un satellite à une station au sol, cependant ils ont utiliser en parallèle une transmission standard (par ondes radios j'imagine) afin de complété le processus et permettre la lecture des informations quantiques ainsi transféré. Ceci éliminant d'office une transmission d'informations plus rapide que la lumière.

    Je suis tomber sur cet article (https://trustmyscience.com/physicien...dar-quantique/) qui parlent de chercheurs russes qui auraient mis au point un radar quantique, et visiblement leur technologie permettrait de transmettre de l'information, en l’occurrence la présence et la position d'un objet. On est plutôt éloigné de l’expérience chinoise précédentes dans le sens où ici nous n'avons pas deux station qui communiquent entre elles mais bien une stations qui exploitent, je ne sais comment, des informations quantiques extérieurs à la dite stations. (Je me rend bien compte qu'en l'absence de publication sur cette expériences vous ne pourrez certainement pas m'éclairer sur leurs procédés)

    Du coup, s'il n'est vraiment pas possible de transmettre d'informations (sans procédés parallèles) je me pose aussi cette question : Est-ce que les connaissances scientifiques actuelles permettent d'affirmer qu'une tel chose est impossible, comme l'on peut affirmer que rien ne se perd, rien ne se créer, tout se transforme... (merci Antoine) Ou est-ce qu'a priori ce n'est pas possible avec les connaissances actuelles mais que potentiellement dans l'avenir l'on peut découvrir un moyen d'y arriver.

    Merci beaucoup pour vos photons
    La téléportation quantique est un phénomène mâture au plan théorique et commence à l'être du point de vue technologique (l'expérience a été mainte fois répliquée avec divers système quantique), elle ne permet pas de communiquer de l'information plus vite que la lumière. En gras l'étape ce communication "classique" indispensable pour réaliser la téléportation quantique.

    Je reprend un article de Pour la Science qui explique la rémarche du raisonnement.

    Alice et Bernard anticipent leur besoin futur de téléporter un photon et se munissent chacun d'un photon d'une paire intriquée AB ; Alice prend le photon A et Bernard le photon B. Chacun conserve soigneusement son photon sans mesurer son état, sans troubler le fragile état d'intrication.

    Arrive le moment où Alice souhaite téléporter vers Bernard un troisième photon, le photon X. Alice ne sait pas dans quel état ce photon X se trouve, mais elle veut que le photon obtenu par Bernard ait la même polarisation. Elle ne peut pas se contenter de mesurer la polarisation du photon X et d'envoyer le résultat à Bernard, car, en général le résultat de la mesure ne sera pas identique à l'état initial du photon. Si Alice dispose son cristal d'analyse avec des axes horizontaux et verticaux, elle obtiendra la réponse oui ou non à la question « le photon après l'analyseur a-t-il une polarisation horizontale ? », mais elle ne sera pas capable de déduire la direction inconnue de la polarisation de X. Cette impossibilité est une conséquence directe du principe d'Heisenberg.

    Au lieu de cela, afin de téléporter le photon X, Alice le mesure « conjointement » au photon A, sans déterminer leur polarisation individuelle. Par exemple, Alice détermine que leurs polarisations sont « perpendiculaires » (mais elle ignore toujours les polarisations absolues de l'un comme de l'autre). La mesure conjointe du photon A et du photon X est dénommée mesure de l'état de Bell. La mesure d'Alice engendre un effet subtil : elle modifie le photon de Bernard de telle sorte qu'il soit corrélé avec une combinaison du résultat de sa mesure et de l'état initial du photon X. Le photon de Bernard est maintenant porteur de l'état du photon X d'Alice, soit exactement, soit modifié de façon élémentaire.

    Pour achever la téléportation, Alice doit faire parvenir à Bernard un message par des moyens conventionnels. Après avoir reçu ce message, Bernard peut, si nécessaire, transformer son photon B de telle sorte qu'il soit une copie conforme du photon X initial. La transformation que Bernard devra lui faire subir dépend du résultat de la mesure d'Alice. Typiquement, une des transformations possibles est une rotation de la polarisation de 90 degrés, ce qui peut être obtenu en lui faisant traverser un cristal ayant les propriétés optiques adéquates.

    Il y a quatre possibilités (quatre états de Bell) correspondant aux quatre relations quantiques possibles entre les photons A et X. Deux de ces relations sont « totalement » parallèles ou perpendiculaires, ce qui veut dire que la relation est valable quelle que soit la direction selon laquelle on effectue les mesures de polarisation. Pour les deux autres relations, le résultat (parallèle ou perpendiculaire) est différent selon que la polarisation des photons est mesurée selon la verticale ou l'horizontale, ou l'une des deux diagonales à 45 degrés.

    Le résultat obtenu par Alice parmi les quatre résultats possibles est complètement aléatoire et indépendant de l'état d'origine du photon X ; Bernard ne sait donc pas quel traitement faire subir à son photon tant qu'il ne connaît pas le résultat de la mesure d'Alice. Voilà donc pourquoi, afin de finaliser la téléportation, Alice doit envoyer un message ordinaire à Bernard. On peut dire que le photon de Bernard contient instantanément toute l'information contenue dans l'original d'Alice, transportée jusqu'à lui par la mécanique quantique, mais, pour être capable de lire cette information, Bernard doit attendre une autre information de type classique, qui est constituée de deux éléments ne pouvant se déplacer plus vite que la lumière.
    Dernière modification par Gilgamesh ; 21/06/2020 à 14h24.
    Parcours Etranges

  8. #6
    Cyb3rToY

    Re : Intrication quantique et transmission d'information

    Si tu veux tout savoir, quand j'étais petit j'ai vu "Contact", le film avec Jodie Foster, et là m'est venu une idée qui s'est transformé en réflexion puis en histoire. Cette dernière est le fruit d'une réflexion de toute ma vie dans laquelle j'y est placé mes espoirs, mes convictions, mes fantasmes et moi tout simplement. Je ne compte pas écrire d'autres histoires, mais uniquement celle-ci. Elle me tient beaucoup à cœur et je voudrais qu'elle ne vieillissent pas tout de suite comme beaucoup de roman ou de film qui se sont engouffré rapidement dans des vides scientifiques qui ne sont plus vide actuellement. D'autant plus que c'est un roman d'anticipation qui se passe conjointement dans 100 et 400 ans. Je voudrais qu'il soit encore plausible dans 100 ans. (Je sais je plane peut-être un peu trop)
    Alors conseil d'amis prend des concepts éprouvés et pas le radar quantique inventé la semaine dernière. Le pont Einstein Rosen c'est une valeur sûre !

    D'ailleurs j'ai fait une vidéo sur les trajets interstellaire de la science fiction sur ma chaine YouTube, ça pourra peut être te donner une ou deux idées

    S01E02 Les trajets interstellaires de la science-fiction
    Dernière modification par Gilgamesh ; 23/06/2020 à 21h16.

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