Inversion du temps en physique quantique

[Morteen]

https://trustmyscience.com/chercheur...ule-quantique/

Bonjour.
J'aimerais votre avis. Si l'expérience n'est pas biaisée, peut on expliquer le résultat avec l'entropie ?

Merci
-----

[oualos]

Je suis dubitatif sur l'inversion du temps.
Ça a l'air d'une interprétation, au cours de laquelle une particule revient à son état précédent celui avant d'être manipulée.
J'attends de voir ce que diront les spécialistes

L’équipe a démontré l’utilisation d’un interrupteur quantique permettant de ramener un photon à son état d’origine, avant qu’il ne traverse un cristal.

Cela veut dire qu'on l'a ramené à son état avant de traverser le cristal mais un photon n'a pas de référentiel donc pas de temps propre il me semble

[oxycryo]

oui, ça semble bizarre, surtout avec un photon, qui emireçu (en même temps... pour lui en tout cas, mais par pour un observateur, qui le perçoit en 4D (x,y,z,t))

observent-ils vraiment (et surtout un process anté-rograde) (ce qui est passionant) mais il me semble que les horloges de l'observateur elle avance toujours dans le même sens... là ils voient une tache d'encre se reconstituer en goutte à la surface d'un liquide... et en déduit que le temps local c'est inversé... là où visiblement c'est la goutte qui se reconstitue... la flèche entropique peut peut-être avoir des exceptions... et devenir négentropique... ce qui est à la fois étrange et pas impossible... la crisalisation de l'eau est négentropique (pas sur) et créer de l'ordre en lui et place du désordre thermique de l'eau.. (si je raconte nawak vous me direz)

[Baal149]

Bonjour,

la flèche entropique peut peut-être avoir des exceptions... et devenir négentropique... ce qui est à la fois étrange et pas impossible... la crisalisation de l'eau est négentropique (pas sur) et créer de l'ordre en lui et place du désordre thermique de l'eau.. (si je raconte nawak vous me direz)

En effet, c'est nawak.

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Le principe d’entropie (souvent vulgarisé comme étant la mesure du désordre) n'a pas d'exception.
L'entropie à deux composantes : aspect particulaire et l'aspect énergétique. Quand l'eau se solidifie elle perd du désordre au niveau particulaire (les molécules sont figées) mais la transformation libère de l'énergie qui va se dissiper (le "désordre énergétique" augmente).

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

la cristallisation de l'eau est néguentropique (pas sur)

Tout dépend ce que vous entendez par là : si c'est l'entropie de l'eau a diminué, c'est correct et non contradictoire avec le second principe qui dit que l'entropie d'un système isolé ne peut pas diminuer.
Mais là pour que l'eau cristallise, elle doit échanger de l'énergie avec l'extérieur et l'entropie du tout (eau+extérieur) augmente.

[ThM55]

Mais l'article dont il est question n'a rien à voir avec l'entropie. Il s'agit d'une exploitation de la réversibilité au niveau microscopique (ici un qubit), qui est garantie pour des systèmes quantiques qui gardent la cohérence assez longtemps (on ne parle donc pas de mesure). On sait manipuler des processus quantiques en optique quantique, qui est une technologie mature, et qui a permis depuis maintenant quelques décennies des réalisations expérimentales, dont l'exploration de situations avec des particules intriquées.

Comme l'évolution quantique est unitaire, il est toujours en principe possible de la faire rejouer à l'envers. Un peu comme, en mécanique classique sans frottements: on pouvait en principe rejouer à l'envers la trajectoire d'une particule en inversant son vecteur vitesse à un instant donné si le champ de forces est constant. On ne peut pas le faire si simplement en mécanique quantique, un état quantique ne se résumant pas à la simple donnée d'un vecteur vitesse et d'une position, comme tout le monde sait. Ce que ces gens disent avoir fait, c'est un protocole qui permet d'appliquer l'inverse de l'opérateur U d'évolution d'un qubit dans un système, quel que soit le dispositif qui réalise U. Leur protocole marche pour toute "boîte noire" qui réalise U, sans qu'il soit nécessaire de savoir ce qu'il y a dans cette boîte noire. C'est pour cette raison qu'ils qualifient leur procédé d'universel (il devrait fonctionner pour toute évolution unitaire U même si on n'en connait pas le détail). Il est toutefois nécessaire dans leur procédé de pouvoir refaire fonctionner à volonté cette boîte noire qui donne U.

L'idée repose sur une surprenante propriété de commutation des matrices unitaires 2x2, qui est explicitée dans l'équation 1 de l'article suivant: https://opg.optica.org/optica/fullte...ptica-10-2-200 . Ce qui est curieux est que cette équation fait intervenir une autre matrice V qu'ils appellent une perturbation et qui permet de mettre en oeuvre la formule 1. La description détaillée du dispositif montre que c'est tout de même assez compliqué et ingénieux.

Mais ce truc ne fait rien de nouveau sur le plan des principes: on sait depuis très longtemps que l'évolution quantique est réversible.

Dans la discussion finale, ils mentionnent qu'on devrait pouvoir réaliser la même chose avec des atomes froids mais que la technologie n'est pas aussi mature que celle de la photonique quantique.

[oxycryo]

je parle d'entropie comme j'aurais fait une métaphore sur la gravité, qui sont les deux systèmes fléchés, qui n'évolue que dans un seul sens... et sont la flèche temporelle... donc à moins que vous me disiez qu'il a d'autre phénomènes "généraux" à sens unique... si l'on parle du temps, et de son inversion, l'on parle soit d'inversion du champs gravitationnel, haut-bas essentiellement, ce qui n'est ps manifeste ici... donc c'est l'entropie qui est en question, qui donne le sens général du développement de toute chose à notre échelle tout du moins... mais il semble que la quantique n'y échappe pas non plus...

delà que... certains propos ci-plus haut me semble "pas assez approfondie"

donc, est-ce une violation de l'entropie ? puisque ici je vois mal une inversion gravitationnelle

[oualos]

Mais ce truc ne fait rien de nouveau sur le plan des principes: on sait depuis très longtemps que l'évolution quantique est réversible.

c'est de la physique de (très) haut niveau et il me semble qu'il faut vraiment être spécialiste pour comprendre le sens de leur expérience.
Je reste quand même dubitatif sur le fait que vitesse, position et même temps(?) n'ont pas le même sens dans la mécanique quantique que classique.
Pour les 2 premiers c'est clair que la mesure détruit intrinsèquement la possibilité de pouvoir effectuer à la fois une mesure de vitesse et de position conformément au principe d'Heisenberg.
Quant au temps dans le mode sub-atomique existe-t-il ? Carlo Rovelli affirme que le temps n'existe pas et qu'il est consécutif à une émergence due à la décohérence quantique d'où découleraient flèche du temps et temps.
Je m'arrête là car je suis un peu dépassé pour rentrer dans les détails de leur expérience et de ce qu'elle démontre.
Merci de vos explications et du lien

[pm42]

Pour ceux que ce genre de sujet intéressent, je recommande fortement le dernier Pour la Science avec des articles sur la causalité qui est "superposable" quantiquement.
Cela rejoint en partie ce sujet où le temps et donc la causalité ne seraient pas les absolus que nous percevons mais effectivement des propriétés émergentes.

[ThM55]

Il faut peut-être distinguer en physique ce qui est pure spéculation sans la moindre confirmation expérimentale de ce que l'on connaît et qui est confirmé par l'expérience. C'est pour cette raison que je n'aime pas trop ces ouvrages de vulgarisation (du genre "le temps n'existe pas") qui sont produits semble-t-il au rythme d'une mitrailleuse par certain physiciens qui sont par ailleurs très estimables: ils ne rendent pas cette importante distinction assez claire (à mon goût). J'estime que cela est presque de la faute professionnelle. Mais je suis aussi contre toute censure, donc qu'on les lise, mais il faut savoir faire la distinction que j'ai mentionnée.

Sur ce forum, j'essaie en général de le faire, sans me limiter nécessairement à ce qui est connu car les spéculations ont aussi leur intérêt. Pour ce qui est connu, non: la causalité n'est pas une propriété "émergente", elle est au cœur de la formulation actuelle de la théorie quantique des champs, avec une exigence forte de micro-causalité relativiste. C'est fondamental et c'est ce qui permet de mettre en évidence certaines propriétés cruciales, comme par exemple l'existence des antiparticules. L'unitarité de l'évolution quantique est une propriété tout aussi fondamentale. Tout cela est à la base du modèle standard, qu'on essaie désespérément de mettre en défaut depuis des années sans y parvenir.

Cela ne veut pas dire que dans le futur une autre théorie, plus complète, peut-être capable d'unifier la gravitation avec les autres interactions, ne montrera pas autre chose. C'est possible, mais il faut bien comprendre que cela reste pour l'instant des maths et pas de la physique tant qu'on n'a pas d'indices expérimentaux. Récemment est sorti un livre sur l'épistémologie de la théorie des cordes. Il contient un chapitre intitulé "Preuves expérimentales directes de la théorie des cordes". Il est très court, il est réduit à une seule phrase: "Il n'y a aucune preuve expérimentale directe de la théorie des cordes". Je trouve qu'un ouvrage sur la gravité quantique en boucles ou sur les triangulations causales ou autres approches, devraient être aussi honnêtes. La physique étant une science expérimentale, il me semble important de signaler cela.

Je vais encore essayer d'expliquer le plus simplement possible l'idée centrale de l'article, telle que je crois l'avoir comprise et montrer en quoi c'est une sorte de tour de force logique. On part d'un système quantique, le plus simple qui existe, un qubit. C'est une généralisation quantique du bit de l'informatique quantique, on peut l'imaginer comme une sorte de superposition du 0 et du 1 avec des coefficients complexes, et de norme unité. A cause de la normalisation, on peut le représenter comme un point sur une sphère dont un pôle représente le 1 et le pôle opposé le 0. Un tel qubit contient de l'information stockée dans les coefficients complexes. L'état de départ sera noté . C'est un point quelconque sur la sphère et sa valeur n'a pas d'importance.

Ensuite on fait passer ce qubit dans un appareil qui le fait évoluer quantiquement par un processus unitaire. Il faut comprendre que l'évolution quantique est purement déterministe. Les probabilités et l'aléatoire n'apparaissent que lors d'une mesure, pas pendant l'évolution quantique. C'est déjà le cas dans la mécanique quantique usuelle des particules non relativistes: l'équation de Schrödinger est une équation aux dérivée partielles qui permet de prévoir de manière déterministe la fonction d'onde pour t>0 à partir de sa valeur à l'instant t=0. L'appareil dans lequel le qubit passe transforme son état en un état où U représente l'action de l'appareil et est ce qu'on appelle un opérateur (pour des raisons mathématiques qu'on peut ignorer).

Comme U est linéaire (fondamental en MQ!) et unitaire, il conserve la norme de l'état et il possède un inverse . Si on applique l'inverse à , on retrouve l'état initial: .

Le problème est le suivant: on possède l'appareil U, on peut à volonté l'appliquer à tout état donné; mais comment obtenir si on ne sait pas comment U a été construit?

J'imagine très facilement un procédé: faire fonctionner U sur des états de base et voir ce qui en sort. Cela donne les coefficients dans la matrice qui représente U. Le problème en MQ c'est qu'on ne peut pas facilement identifier "ce qui en sort"; en effet, on ne peut pas facilement identifier un état quantique inconnu. Pour cela il faut le mesurer et en faisant cela, on le projette sur un des états de base, donc on le détruit et on perd l'information. On doit donc répéter l'expérience un grand nombre de fois de manière à estimer des probabilités et on peut ainsi reconstituer l'état final (à une phase globale près et avec une incertitude contrôlable). Il est donc théoriquement possible de trouver en utilisant uniquement , mais de manière détournée en identifiant la structure interne de U et en faisant "fonctionner" U sur des états de base un nombre suffisant de fois, puis en implémentant un autre "appareil" qui réaliserait le qu'on a calculé (comme c'est unitaire il suffit de prendre l'adjoint).

Dans l'expérience, ce n'est pas ce qu'ils font: ils retrouvent l'état initial du qubit sans identifier cette structure interne de U et en la laissant inconnue! Simplement en utilisant une méthode expérimentale pour implémenter un commutateur de deux opérateurs. C'est remarquable. Je n'ai pas encore bien compris d'où vient leur relation (1), qui est au cœur du procédé, mais je pense que c'est lié au fait qu'on a des matrices 2x2. Je vais essayer d'en trouver une preuve simple (une référence la donne mais cela me semble noyé dans une chose plus complexe).

[ThM55]

Le livre dont j'ai parlé est "Why String Theory?" de Joseph Conlon:

https://www.google.be/books/edition/...sec=frontcover

Google livres permet d'afficher le chapitre 7, qui est très court.

[pm42]

C'est possible, mais il faut bien comprendre que cela reste pour l'instant des maths et pas de la physique tant qu'on n'a pas d'indices expérimentaux.

Sauf que dans le cas que je citais, il s'agit d'expériences justement qui ouvrent la porte à différentes interprétations mais aussi à d'autres expériences. Donc on a les indices expérimentaux que le temps et le causalité ne sont forcément ce qu'on a utilisé jusque là pour construire nos théories établies.
On ne peut pas actuellement en tirer des conclusions définitives (et là aussi, le sujet est abordé dans les articles) mais on est plus loin que ce que tu supposes.

[ThM55]

Sauf que dans le cas que je citais, il s'agit d'expériences justement qui ouvrent la porte à différentes interprétations mais aussi à d'autres expériences. Donc on a les indices expérimentaux que le temps et le causalité ne sont forcément ce qu'on a utilisé jusque là pour construire nos théories établies.
On ne peut pas actuellement en tirer des conclusions définitives (et là aussi, le sujet est abordé dans les articles) mais on est plus loin que ce que tu supposes.

OK, je vais me procurer cet article (je devrai sortir la voiture, cette revue n'est pas distribuée par le kiosquier de mon village).

Pour ceux que cela intéresse, la relation (1) qui est à la base du procédé est dérivée dans l'article suivant, qui décrit théoriquement comment on peut manipuler l'évolution temporelle des systèmes quantiques en général: https://quantum-journal.org/papers/q...12-15-374/pdf/ (en fait toutes les idées théoriques proviennent de cet article, celui qui est mentionné dans mon message précédent est la réalisation expérimentale dans le cas particulier d'un seul qbit). Ce n'est pas essentiel pour comprendre l'idée de l'article telle que j'ai tenté de l'expliquer, on peut ignorer cette démonstration, mais pour ceux qui s'intéressent aux maths derrière le procédé, en bref voici comment on l'obtient.

Sur un seul qubit, on travaille avec des matrices 2x2 complexes. Pour une telle matrice A le théorème de Cayley-Hamilton dit que . Si , comme la trace d'un commutateur est nulle, on a



Si on prend et , on obtient



Mais avec quelques manips simples on peut vérifier que c'est la même chose que



et donc comme U est inversible, c'est équivalent à :



C'est ce qui permet de "remonter le temps" pour l'état quantique (abus de langage).

Les commutateurs sont réalisés par des circuits qui combinent U et V dans des sens opposés dans les diagrammes. Il est assez clair, je crois, que U et V sont unitaires; cela garantit que le facteur de proportionnalité n'est pas nul.

[ThM55]

C'est un détail, mais l'unitarité n'est pas suffisante. Le facteur de proportionnalité dépend du déterminant du commutateur [U,V]. Il faut donc que ce commutateur soit inversible. Dans leur cas ils ont un projecteur. Quand on voit dans le détail comment ils ont réalisé cela par des composants photoniques, on se rend compte que c'est vraiment plein d'ingéniosité. C'est joli, mais on peut se demander à quoi cela peut servir de "défaire" un calcul quantique, à part embêter celui qui l'a fait .

[pm42]

C'est joli, mais on peut se demander à quoi cela peut servir de "défaire" un calcul quantique, à part embêter celui qui l'a fait .

Défaire permet d'envisager de faire du calcul réversible, ce qui permet de le rendre aussi peu consommateur en énergie qu'on veut, proche de 0. Je cite de mémoire un article qui a quelques années.

[ThM55]

C'est surtout intéressant sur le plan des principes. Il me semble difficile d'imaginer les applications possibles. Je cite le résumé de l'article du quantum journal, qui mentionne aussi une accélération du processus quantique.

a) when the target is a sin-
gle system, we can translate it backwards in
time for an amount proportional to the experi-
mental runtime; b) when n targets are present
in the scattering region, we can make a sin-
gle system evolve n times faster (backwards or
forwards), at the cost of keeping the remain-
ing n − 1 systems stationary in time.

On peut aussi se demander ce qui pourrait se faire avec de telles procédures sur des paires intriquées. Peut-être des attaques sur les protocoles de cryptographie quantique?

[Requiem]

L'inversion "littérale" du temps, c'est une surinterprétation spectaculaire.
On pourra en parler sérieusement le jour à la MQ enverra une information hier.
Une horloge ralentie ou accélérée d'un point de vue externe, c'est empirique. Mais qui s'inverse tout en restant purement local et que le point de vue extérieur regarde l'objet retourner dans son passé local, c'est bien au-delà de la dynamique relativiste.

Je vois ça comme restaurer l'état antérieur d'un ordinateur et appeler ça un retour dans le temps parce que "certaines" interprétations l'autorisent.

[chaverondier]

L'inversion "littérale" du temps, on pourra en parler sérieusement le jour à la MQ enverra une information hier…

..ou encore transmettra dès aujourd'hui un résultat de mesure enregistré demain. En fait, c’est impossible selon nos connaissances actuelles (du moins relativement aux conditions requises pour qu'une information soit reproductiblement et intersubjectivement accessible aux observateurs macroscopiques).

Cette impossibilité est de même nature que l'impossibilité, pour Alice, de se servir de l'effet EPR pour transmettre instantanément de l'information à Bob (en violation du no-communication theorem et de la causalité relativiste). C’est impossible parce, que quand Alice fait une mesure de polarisation de son photon (dans une expérience de type EPRB), il y a bien enregistrement irréversible d'information de son côté, donc création locale d'entropie nécessaire pour obtenir cet enregistrement irréversible local d'information, mais pas de création d'entropie du côté de Bob, donc pas de création d'information irréversiblement enregistrée du côté de Bob.

On peut même dire mieux. Si Bob réalise une 2-time measurement de polarisation O(t1, t2) = O(t2) - O(t1) relative aux instants t1 et t2 antérieurs et postérieurs à l'instant t auquel Alice réalise sa mesure de polarisation (les instants t1, t2 et t étant mesurés dans un même référentiel inertiel) Bob trouvera systématiquement O(t1, t2) = 0, et ce, quelle que soit l’orientation du polariseur de Bob, cf. §Measurement of EPR states, "Each instant of time a new universe". Au contraire si, entre les instants t1 et t2, l’état de polarisation du photon de Bob avait subi un collapse physique objectif induit par la mesure de polarisation réalisée par Alice, il n’y aurait pas conservation systématique de la 2-time corrélation O(t1, t2) = 0.

Bref, le collapse de l'état de polarisation de la paire de photons est un changement local de l'information disponible pour Alice obtenu grâce un enregistrement irréversible local, indissociable d’une création locale d’entropie. La mesure d'Alice n'engendre pas la création d'entropie qui serait nécessaire du côté de Bob pour y créer une information accessible par Bob. Il n'y a pas de collapse physique objectif instantané et non local (dans un hypothétique référentiel quantique privilégié) de l'état quantique de polarisation du photon de Bob quand seule Alice fait une mesure de polarisation de son côté.

L’interprétation réaliste d’une réduction physique objective, non locale et instantanée de l’état de polarisation la paire de photons lorsqu'Alice fait une mesure de polarisation de son photon perd ainsi son statut d’interprétation réaliste pour acquérir le statut de prédiction…
...une prédiction fausse selon l’article "Each instant of time a new universe" et susceptible de vérification expérimentale, cf. Effet EPR, non localité, positivisme et réalisme.

D'une façon générale, cf. Delayed-Choice Experiments and Bohr's Elementary Quantum Phenomenon

No elementary quantum phenomenon is a phenomenon until it is a registered ('indelibly recorded') phenomenon, 'brought to a close' by 'an irreversible act of amplification'.

Si on en vient maintenant à l'interprétation rétrocausale proposée par les Aharonov, Bergmann, Lebowitz, Vaidman, Popescu, Tollasksen, Hosten, Cohen, Elitzur... de corrélations time-symmetric entre (par exemple) mesures fortes antérieures et postérieures à des mesures faibles intermédiaires (cf. Can a future choice affect a pas measurement outcome?) ou encore à une interprétation (gravitationnelle, respectueuse du principe de Mach, de l'invariance de Lorentz et de la symétrie T) rétrocausale de l'inertie (proposée par James F. Woodward) il n'y a, en fait, pas rétrocausalité, cad pas de possibilité pour un observateur, de se servir d'effets futurs pour provoquer un effet présent. De manière similaire, le hand-shake de l'interprétation transactionnelle rétrocausale de John Cramer, ne laisse pas de traces accessibles à l'observateur macoscopique de l'emplacement où une particule émise va être absorbée ultérieurement (du point de vue de notre temps macroscopiquement observable).

Pourquoi ? Précisément parce que l'observateur ne possède pas d'accès aux traces du futur, cad d'information irréversiblement enregistrée sur des évènements futurs. Les traces du futur (comme les atomes d'un futur animal par exemple) existent, mais elles ne nous sont pas accessibles. Ces informations sur des évènements futurs permettraient à un observateur de se servir d'effets futurs pour provoquer ou modifier des effets présents. La raison de cette absence de possibilité de se servir de corrélations time-symmetric pour provoquer des effets remontant le cours du temps est donc de même nature que l'impossibilité de se servir de corrélations EPR pour provoquer des actions instantanées à distance en violation de la causalité relativiste. Le principe de causalité relativiste émerge donc de la raison même qui fait émerger une distinction entre évènements passés et évènements futurs.

Cette distinction est souvent qualifiée d'illusoire. A mon sens, il s'agit là d'une erreur d'interprétation de la physique, une interprétation réaliste de la physique selon laquelle les lois et propiétés physiques possèderaient un caractère objectif (cad indépendant de la grille de lecture commune des observateurs macroscopiques). Cette distinction n'est pas illusoire puisqu'elle est observable.

Contrairement aux évènements futurs, les évènements passés (et c'est ce qui les distingue des évènements futurs) sont enregistrés dans des traces du passé, des états macroscopiques d'équilibre, des états dont les grandeurs macroscopiques sont des constantes. Cette constance des grandeurs macroscopiques garantit la reproductibilité et l'intersubjectivité des informations accessibles aux observateurs macroscopiques (les êtres vivants) en raison de leur grille commune de lecture...
...Une intersubjectivité que nous avons tendance à confondre avec une illusoire objectivité, une confusion implicitement héritée de la physique du 19ème siècle, antérieurement au changement de paradigme induit par la physique statistique et la mécanique quantique (remettant l'observateur macroscopique au centre du village).

L'impossibilité de voir l'information remonter le cours du temps (impossibilité dont découle le principe de causalité) est une conséquence de notre grille de lecture d'observateurs macroscopiques. Pour plus de détails à ce sujet, cf. la vidéoconférence La flèche du temps et, en plus détaillé et plus technique, "The arrow of time issue, an overview".

Retourner dans son passé local, je vois ça comme restaurer l'état antérieur d'un ordinateur et appeler ça un retour dans le temps parce que "certaines" interprétations l’autorisent.

Cf. §4 The quantum time-translation machine The Two-State Vector Formalism of Quantum Mechanics

Our quantum time machine is able to change the rate of time flow of a system for a given period by an arbitrary, even negative, factor. Therefore, our machine, contrary to any classical device, is capable of moving the system to its “past.”

Bien sûr, il s'agit là d'une expérience de pensée. La time-machine proposée par Aharonov et Vaidman est, certes, compatible avec les lois de la physique connues, mais totalement irréalisable en pratique...
...à part peut-être, d'ici quelques temps, dans une boîte à photons de quelques photons ? Un peu comme l'impossible chat de Schrödinger est devenu finalement possible si, comme dans les expériences d'électrodynamique quantique en cavités microonde supraconductrices de Serge Haroche et coworkers du LKB, on se "contente" de "chatons de Schrödinger".

[Morteen]

Pour info, je lis avec la plus grande attention vos réponses, dont je vous remercie, même si je ne comprends pas tout.
Ayant posé la question, il m'a semblé "normal" de vous le dire.

[chaverondier]

Même si je ne comprends pas tout, je lis avec la plus grande attention vos réponses.

En omettant les détails justificatifs et plusieurs compléments d'information (allongeant de temps de lecture mais pouvant intéresser certains) ma réponse se réduit à ceci :

le principe de causalité relativiste est une émergence à caractère thermodynamique statistique. Il découle de l'impossibilité de voir l'information remonter le cours du temps. Cette impossibilité, cad l'absence de traces (et l'absence de souvenirs) du futur, l'existence de traces (et de souvenirs) du passé, le caractère intersubjectif des lois et propriétés physiques (extraites des traces du passé) que nous attribuons à (nos interactions avec) l'univers, émergent de notre grille de lecture commune d'observateurs macroscopiques, cad d'êtres vivants (1).

(1) Des êtres vivants recueillant et traitant sensiblement les mêmes grandeurs macroscopiques caractérisant, selon cette grille commune de lecture, les états d'équilibre que sont les traces du passé, traces dont nous extrayons toutes les informations reproductiblement et intersubjectivement lisibles constituant la base de la science.

J'ai trouvé intéressant aussi le principe d'inversion d'un opérateur d'évolution unitaire U d'un qbit (sans avoir besoin de connaître U) grâce à la relation

dès lors que det[U,V] est inversible.

C'est joli, mais on peut se demander à quoi cela peut servir de "défaire" un calcul quantique, à part embêter celui qui l'a fait .

Il arrive que soit mis le doigt sur une solution, dont personne n'avait vu le potentiel avant, à un poblème découvert seulement plus tard, cf. Le mythe des solutions sans problèmes un mythe qui, parfois, se concrétise par des applications intéressantes :

La plupart des choses dont nous ne pouvons aujourd’hui nous passer ont d’abord été dénigrées, et même très violemment attaquées, avant d’être acceptées, puis banalisées: le train, le vélo, la voiture, les livres, le théâtre, la télévision, le téléphone, etc. La liste n’en finit pas de toutes ces choses « inutiles » qui sont devenus indispensables. Dans les années 70, Le Monde avait titré « Laser à quoi ? Laser à rien ».

[oualos]

Einstein qui doutait très fortement des résultats de la mécanique quantique affirmait qu'une particule était capable d'envoyer une information dans le passé.
Il y a l'étrange expérience de Wheeler et bien d'autres choses encore qui sont très surprenantes dans la MQ.
"Celui qui est capable de comprendre la mécanique quantique est soit un fou soit un idiot" (Heisenberg)
J'en reste personnellement à ER=EPR de Süskind qui imagine une cinquième dimension, évidemment invisible et imperceptible pour nous qui vivons dans seulement 4 dimensions.
En attendant mieux...
Au niveau macroscopique, nous sommes capables de percevoir certaines choses - lesquelles paraissant incompréhensibles selon des voies normales- comme l'état de pensées et d'émotions de personnes sans qu'elles nous les communiquent bien sûr.

[oualos]

Pardon j'ai confondu avec la citation de Macbeth -de Shakespeare autour du bruit et de la fureur-, la citation était inexacte...
La vraie citation de Heisenberg est:

"Celui qui est capable de comprendre la mécanique quantique est soit un fou soit un menteur." (Heisenberg)

[Morteen]

En omettant les détails justificatifs et plusieurs compléments d'information (allongeant de temps de lecture mais pouvant intéresser certains) ma réponse se réduit à ceci :

le principe de causalité relativiste est une émergence à caractère thermodynamique statistique. Il découle de l'impossibilité de voir l'information remonter le cours du temps. Cette impossibilité, cad l'absence de traces (et l'absence de souvenirs) du futur, l'existence de traces (et de souvenirs) du passé, le caractère intersubjectif des lois et propriétés physiques (extraites des traces du passé) que nous attribuons à (nos interactions avec) l'univers, émergent de notre grille de lecture commune d'observateurs macroscopiques, cad d'êtres vivants (1).

(1) Des êtres vivants recueillant et traitant sensiblement les mêmes grandeurs macroscopiques caractérisant, selon cette grille commune de lecture, les états d'équilibre que sont les traces du passé, traces dont nous extrayons toutes les informations reproductiblement et intersubjectivement lisibles constituant la base de la science.

J'ai trouvé intéressant aussi le principe d'inversion d'un opérateur d'évolution unitaire U d'un qbit (sans avoir besoin de connaître U) grâce à la relation
Il arrive que soit mis le doigt sur une solution, dont personne n'avait vu le potentiel avant, à un poblème découvert seulement plus tard, cf. Le mythe des solutions sans problèmes un mythe qui, parfois, se concrétise par des applications intéressantes :

Merci.
- Carlo Rovelli dit que l’entropie n’est pas une propriété absolue d’un système, qu'elle dépend de ce que tu peux mesurer / distinguer.
Un commentaire ?

- Toujours avec Rovelli, si un verre se casse, l'information sur l’état initial est
dispersée, impossible de reconstruire précisément le passé.
Ce n’est pas juste du désordre, c’est une perte d’accès à l’information fine.
Un commentaire ?

[Morteen]

L'impossibilité de voir l'information remonter le cours du temps (impossibilité dont découle le principe de causalité) est une conséquence de notre grille de lecture d'observateurs macroscopiques.

C'est très débatu, non ?

[oualos]

- Toujours avec Rovelli, si un verre se casse, l'information sur l’état initial est
dispersée, impossible de reconstruire précisément le passé.
Ce n’est pas juste du désordre, c’est une perte d’accès à l’information fine.
Un commentaire ?

On a vu dans la littérature -et sur ce forum aussi évidemment- une Connection s'établir entre l'entropie et le temps vs l'irréversibilité et le second principe de la thermodynamique , sauf que cette théorie ne saurait être complète car les formes organisées comme la matière et la vie sont néguentropiques: donc selon cette théorie (?) l'apparition de formes organisées inverserait le temps ou seraient un effet de cette inversion du temps ??? Ça ne colle pas quelque part...
A moins de changer de paradigme théorique et de se référer à la théorie du chaos et de ses formes préétablies pour expliquer ces formes organisées qui proviennent ou plutôt surgissent du chaos...
Dans certaines théories (post)modernes, le paradigme de l'information servirait à expliquer à peu près tout comme le temps, la masse et la courbure de l'univers

[chaverondier]

Carlo Rovelli dit que l’entropie n’est pas une propriété absolue d’un système, qu'elle dépend de ce que tu peux mesurer / distinguer.

Oui, bien sûr. L'entropie de l'état macroscopique d'un système (cad "l"état du système tel qu'incomplètement défini par les grandeurs macroscopiques, cad les grandeurs accessibles à l'observateur macroscopique eu égard à sa grille de lecture) c'est l'information manquant à l'observateur macroscopique (les êtres vivants) pour caractériser l'état microphysique (l'état quantique (1)) du système observé.

A titre d'analogie illustrative :

• un commissaire (l'observateur macroscopique)
• ne connaît pas l'appartement (le microétat)
• d'un immeuble (le macroétat du système)
• dans lequel s'est réfugié un malfaiteur (le système observé).

On se place dans le cas où l'immeuble (le macroétat) comprend 2 étages de 4 appartements chacun (soit 8 microétats), par exemple 2 appartements au nord et 2 appartements au sud.

Dans cette illustration, l'entropie du malfaiteur (le système observé) c'est l'information qui manque à l'observateur macroscopique (le commissaire) pour localiser l'appartement (le microétat) de l'immeuble (le macroétat) dans lequel se trouve le malfaiteur (le système observé). L'entropie du système observé (le malfaiteur) c'est (en binaire) S = ln_2(8) = 3 = la quantité d'information qui manque à l'observateur (le commissaire) pour connaître parfaitement le microétat du système observé :

• une information pour savoir si le voleur est au RDC ou au 1er
• une information pour savoir si l'appartement est au nord ou au sud
• une information pour savoir si l'appartement est à l'est ou à l'ouest

Il manque donc bien 3 informations au commissaire pour localiser le malfaiteur. C'est S=3 l'entropie du malfaiteur.

(1) L'état quantique d'un système c'est l'information maximale sur l'état du système. Cette information est plus complète que l'information caractérisant l'état macroscopique du système observé. Elle est toutefois incomplète comme Einstein s'en était rendu compte. Il manque en effet le 2ème vecteur d'état, un 2ème vecteur d'état quantique évoluant à rebrousse-temps, du futur vers le présent.
Il s'agit d'un 2ème vecteur d'état, inaccessible à l'observation car caché dans le futur. Il s'agit donc de la fameuse variable cachée évoquée à juste titre par Bell. Pendant longtemps, on n'a pas osé la supposer cachée dans le futur en raison d'une difficulté à comprendre que le principe de causalité n'était pas violé pour autant puisque l'observateur n'a pas accès à cette information (Comme toutes les asymétries temporelles, le principe de causalité est une émergence statistique). C'est notre absence d'accès à l'information sur les évènements (qualifiés de) futurs (pour cette raison) qui provoque l'asymétrie temporelle que nous projetons sur les lois d'évolution. C'est ce qui rend ces lois d'évolution time-asymmetric. Ce 2ème vecteur d'état restaure ainsi une formulation explicitement time-symmetric de la physique quantique.

Toujours avec Rovelli, si un verre se casse, l'information sur l’état initial est dispersée, impossible de reconstruire précisément le passé. C’est une perte d’accès à l’information fine.

C'est ça (2). L'évolution d'un système est dite irréversible ssi l'observateur macroscopique a accès à moins d'information sur le microétat du système à la fin de l'évolution qu'au début. Nous voyons le temps s'écouler dans le sens où nous perdons de l'information sur l'état des systèmes isolés observés. L'entropie des systèmes isolés croît (3) au cours de l'écoulement irréversible du temps émergeant de notre "myopie d'observateur macroscopique". C'est ça l'origine de l'écoulement irréversible du temps. Etonnant n'est-il pas ?

Pour plus de détails :

• La vidéoconférence scientifique grand public sur la flèche du temps.
• The arrow of time issue, an overview présentant les mêmes idées de façon plus détaillée et plus technique.

(2) cf. Forget time, Rovelli, 2009

The time of our experience is associated with a number of peculiar features that make it a very special physical variable. Intuitively (and imprecisely) speaking, time “flows”, we can never “go back in time”, we remember the past but not the future, and so on. Where do all these very peculiar features of the time variable come from? I think that these features are not mechanical. Rather they emerge at the thermodynamical level. More precisely, these are all features that emerge when we give an approximate statistical description of a system with a large number of degrees of freedom.

(3) A noter que :

• l'entropie de systèmes non isolés peut décroître en se débarrassant de leur entropie dans leur environnement. C'est typiquement ce qui permet l'émergence de systèmes vivants dont l'entropie décroît (ils s'organisent) grâce à un rejet d'entropie dans leur environnement.
  .
• Noter aussi que la crise de l'énergie, par exemple, est en fait une crise de l'entropie. L'énergie se conserve et, au niveau (dit) fondamental, l'information se conserve aussi... mais, relativement à un système isolé, l'information accessible à l'observateur macroscopique ne cesse de décroître (du moins statistiquement). C'est l'origine de la différence entre chaleur et travail. L'énergie chimique du pétrole n'est pas perdue lorsqu'on le brûle mais elle se transforme en chaleur (une transformation irréversible, cad s'accompagnant d'une croissance d'entropie = perte d'information accessible à l'échelle macroscopique).

[oualos]

L'évolution d'un système est dite irréversible ssi l'observateur macroscopique a accès à moins d'information sur le microétat du système à la fin de l'évolution qu'au début. Nous voyons le temps s'écouler dans le sens où nous perdons de l'information sur l'état des systèmes isolés observés. L'entropie des systèmes isolés croît (3) au cours de l'écoulement irréversible du temps émergeant de notre "myopie d'observateur macroscopique". C'est ça l'origine de l'écoulement irréversible du temps. Etonnant n'est-il pas ?

D'où mon post précédent, car c'est la théorie couramment admise du parallèle voire de l'équivalence entre l'entropie qui ne peut qu'augmenter et la flèche du temps.
Sauf que -pardon de répéter- cette théorie n'est pas complète car des systèmes organisés -et même hautement comme la vie- n'inversent pas la flèche du temps pour surgir.
Un cyclone non plus n'inverse pas la flèche du temps pour se former, mais cet exemple est un peu moins parlant que la matière et la vie.
Ne parlons pas de l'Évolution car là c'est une déroute totale...

[ThM55]

D'où mon post précédent, car c'est la théorie couramment admise du parallèle voire de l'équivalence entre l'entropie qui ne peut qu'augmenter et la flèche du temps.
Sauf que -pardon de répéter- cette théorie n'est pas complète car des systèmes organisés -et même hautement comme la vie- n'inversent pas la flèche du temps pour surgir.
Un cyclone non plus n'inverse pas la flèche du temps pour se former, mais cet exemple est un peu moins parlant que la matière et la vie.
Ne parlons pas de l'Évolution car là c'est une déroute totale...

Ce ne sont pas des systèmes isolés. Pour les décrire il faut au moins inclure le flux d'énergie de basse entropie qui nous tombe des prés bleus où les astres vont paître. Si possible inclure la grosse boule chaude qu'on peut parfois y voir le jour.

[oualos]

heu j'ai pas trop bien compris ce que vous voulez dire...

[ThM55]

Alors lisez Cyrano de Bergerac de Rostand (acte 3).

L'augmentation de l'entropie concerne les systèmes isolés. La biosphère n'est pas un système isolé, l'atmosphère de la terre non plus. Avec quoi les feuilles des arbres font-elles la photosynthèse? Avec de l'eau et du CO2 qui sont déjà dans le système, oui, mais quoi d'autre?