espace-temps/intrication/synchronisation

[invite3bc71fae]

Ce que je retiens de la décohérence quantique, c'est que des particules sont bien tranquillement en train de défier toute physique intuitive dans leur coin en accumulant les états et en faisant fi de certains principes confortables comme la localité et que tout à coup elles se retrouvent au contact du monde macroscopique (notion que je n'ai jamais vue vraiment bien définie) et là pour faire bonne figure, elle se remettent à redevenir raisonnables et à avoir un moment cinétique propre, etc...

Je trouve celà très insatisfaisant.
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[BioBen]

Je trouve celà très insatisfaisant.

Je pense que la meilleure réponse pour le moment, c'est celle là :

"Je pense pouvoir affirmer [...] que personne ne comprend la mécanique quantique"
R. Feynman

Je suis en train de lire un bouquin de Penrose, et c'est pariel : pour l'instant le phénomène de réduction du paquet d'onde (la décohérence quoi) est hyper "mal connu" (enfin il est connu experimentalement mais on sait pas ce qui se passe).
D'où la création de plein de théorie, comme des univers parallèles (tous les autres états existent mais dans des univers parallèles), et comme le dit Penrose :

Il y a probablement d'avantage d'attitudes possibles vis à vis de la mécanique quantique que de physiciens du quantique

[invitec3f4db3a]

La décohérence me semble plus précise :
A vrai dire le comportement de milliers de particule compense les effets quantiques individuel .
C'est comme dans une manif , toute personne se comporte individuellement différement normalement , mais dans les manifs il n'y a que un seul troupeau , limite une seul entité . Je pense que c'est le même principe , enfin c'est une analogie hein .

[BioBen]

A vrai dire le comportement de milliers de particule compense les effets quantiques individuel .
C'est comme dans une manif , toute personne se comporte individuellement différement normalement , mais dans les manifs il n'y a que un seul troupeau , limite une seul entité . Je pense que c'est le même principe , enfin c'est une analogie hein .

Ca serait pas plutot une descrpition de la mécanique statistique ? ....Parce que sinon c'est pas vraiment le principe de décohérence je crois.

[spi100]

Ce que je retiens de la décohérence quantique, c'est que des particules sont bien tranquillement en train de défier toute physique intuitive dans leur coin en accumulant les états et en faisant fi de certains principes confortables comme la localité et que tout à coup elles se retrouvent au contact du monde macroscopique (notion que je n'ai jamais vue vraiment bien définie) et là pour faire bonne figure, elle se remettent à redevenir raisonnables et à avoir un moment cinétique propre, etc...

Je trouve celà très insatisfaisant.

Il y a eu d'énormes progrès fait dans ce domaine ces dix dernières années. On peut raisonnablement dire que la décohérence quantique est maintenant bien comprise théoriquement et expérimentalement.

http://www.lkb.ens.fr/recherche/qedc...nant/Cats.html

Pour la théorie, il faut voir celle de Zurek qui définit très précisemment cette notion

http://www-lsp.ujf-grenoble.fr/reche...ours_MQ_04.pdf

p95 - 97

[invitec3f4db3a]

Ca serait pas plutot une descrpition de la mécanique statistique ? ....Parce que sinon c'est pas vraiment le principe de décohérence je crois.

Je pense que c'est sur le même model , même si les implications ne sont pas les mêmes ( enfin c'est comme ca que j'ai l'ai compris , ca veux pas dire que ce soit vrai )

[invite3bc71fae]

Merci pour les liens, spi100, effectivement la décohérence quantique livre ses secrets...

[invite309928d4]

Salut,
Je vais un peu revenir sur ce problème de transmission d'information en utilisant l'intriquation quantique.
Deux personnes, Alice et Bob recoivent chacun un electron d'une paire EPR. L'etat des deux electrons est décrit par l'etat
.
Alice et Bob partent tout deux aux confins de l'Univers.
Alice réalise une mesure sur le spin de son electron. Elle mesure à l'instant t, par exemple, un spin égal à -1. Elle peut alors affirmer avec une certitude absolue, que si Bob fait une mesure de spin sur son electron, à n'importe quel instant t1 > t, il trouvera un spin egal 1.

La mesure de spin que Alice réalise, à un effet instantané : la réduction du paquet d'onde de la paire EPR. Peut-on en déduire qu'une information s'est propagée de façon instantanée d'Alice vers Bob, informant l'electron de Bob qu'il doit commuter dans l'état +1 ?

En d'autres termes, peut-on dire que "l'electron d'Alice passe dans l'etat -1", a pour effet instantané "l'electron de Bob passe dans l'etat +1". La réponse est non.

Une relation de cause à effet doit pouvoir se lire dans les sens. Si je crée la cause alors je sais que l'effet aura lieu. Et réciproquement, si j'observe l'effet, j'en déduis que la cause a eu lieu.
Au moment de sa mesure (la cause), Alice réduit la fonction d'onde de la paire EPR . Est-ce que Bob peut déterminer si Alice à réaliser la mesure ?

2 cas possibles :
1/ Alice a réalisé la mesure, la fonction d'onde de la paire EPR est réduite, le spin de Bob est dans l'état +1 ou -1. Bob réalise une mesure sur son spin, mettons qu'il trouve 1, il recommence il trouve 1, et ainsi de suite.
2/Alice n'a pas encore réalisé sa mesure, Bob fait la mesure, il réduit la fonction d'onde. Mettons qu'il trouve 1, il recommence, il trouve 1, et ainsi de suite.

Que Alice ait réalisé la mesure ou non, Bob observe la même chose.
Bob est donc parfaitement incapable de savoir si Alice a réalisé une mesure et Il ne peut donc pas affirmer "J'observe l'effet, j'en déduis que la cause a eu lieu".


Même si la réduction du paquet d'onde est instantanée, ça n'induit pas de relation de cause à effet, entre Alice et Bob. En termes plus imagés, Bob et Alice ne peuvent pas se servir de leurs electrons pour communiquer de l'information à une vitesse supra-luminique.

Salut,
autre expérience :
En un point P de l'espace-temps un événement génére la paire de photons intriqués P1 et P2.
P1 part d'un côté, P2 de l'autre.
A deux années-lumière dans la direction de P1, il y a un instrument qui change la polarisation, et à une année-lumière dans la direction de P2, il y a un instrument de mesure de la polarisation.
Question 1 : quand, au bout d'un an, on mesure la polarisation de P2, est-ce que la mesure est corrélée au changement qui aura lieu un an plus tard sur P1 ?
Question 2, généralisant la question 1 : est-ce que l'intrication dépend de l'espace-temps ?

Autre question : lorsque tu conditionnes la notion de causalité à la connaissance de Bob ou d'Alice, est-ce que tu ne donnes pas à l'esprit humain un étrange pouvoir ?
Même si Bob n'est au courant de rien, son électron ne doit-il pas "savoir" ce qu'il a à faire ?
Que Bob et Alice ne puissent se transmettre de l'information ne change pas qu'un effet étendu se produit instantanément en dépit de la physique einsteinienne. La non-localité est un concept incompatible avec la Relativité.

Ceci dit, dès lors qu'on coupe le système en 2 électrons ou en 2 photons, il me semble qu'on ne peut pas avoir de langage adéquat.
Il vaudrait mieux dire qu'on a 1 état de spin qu'on mesure 2 fois et que ces mesures, corrélées, sont considérées comme révélant 2 électrons.

Il y a diverses propositions depuis une dizaine d'années qui tendent à limiter le côté "solide" de ces effets et à les ramener à des effets liés aux conditions de possibilité d'obtention d'une connaissance, aux conditions cognitives propres au domaine quantique.

Un texte intéressant de 1994 sur cette problématique : http://mapage.noos.fr/mms/lectures.pdf

Extrait :

L'argument usuel selon lequel la mécanique quantique devrait pouvoir s'appliquer "universellement", i.e. aux macrosystèmes aussi, parce que tout système matériel est constitué de microsystèmes, est fallacieux. L'"universalité" du formalisme quantique, on le verra, se trouve ailleurs, pas là. L'exposé qui précède montre clairement à quel point les caractéristiques du mode de description quantique sont induites par les deux circonstances suivantes. En premier lieu, par les contraintes qu'impose une phase originelle des processus de conceptualisation, celle qui part du zéro absolu de connaissance. C'est la situation cognitive qui se réalise dans cette phase, spécifiquement, qui oblige de créer - en général - l'objet étudié, par une définition purement factuelle, indépendante de l'assignation de toute propriété spécifiée ; c'est cette situation cognitive qui oblige ensuite de créer aussi les qualifications que l'on peut observer ; c'est cette situation cognitive qui oblige d'accepter une caractérisation observationnelle probabiliste des micro-états. En outre, en deuxième lieu, le but de qualifier les micro-états dans les termes particulier d'un langage mécaniques (position, quantité de mouvement, moment de la quantité de mouvement, etc.) imprime lui aussi sa marque : Il induit la forme mathématique des opérateurs OX associés aux observables quantiques X (de même que le choix des appareils A(X) et de opérations de mesure M(X)). C'est LA SITUATION COGNITIVE et le but descriptionnel - pas la structure interne de l'objet d'étude - qui délimitent le domaine de pertinence des descriptions quantiques face au domaine de pertinence des descriptions "classiques". Dès que la situation cognitive ou le but descriptionnel change la mécanique quantique - telle quelle - ne s'applique plus.

[spi100]

Salut,
autre expérience :
En un point P de l'espace-temps un événement génére la paire de photons intriqués P1 et P2.
P1 part d'un côté, P2 de l'autre.
A deux années-lumière dans la direction de P1, il y a un instrument qui change la polarisation, et à une année-lumière dans la direction de P2, il y a un instrument de mesure de la polarisation.
Question 1 : quand, au bout d'un an, on mesure la polarisation de P2, est-ce que la mesure est corrélée au changement qui aura lieu un an plus tard sur P1 ?

Mesurer, c'est agir sur le système. Quand au bout d'un an, la mesure se fait en P2, alors tu projettes ton système à deux photons de l'etat E0 vers un nouvel etat E1.
Quand au bout de deux ans, tu fais la mesure en P1, alors tu mesures E1.

Dans ton expérience, tu fais comme si l'action de mesure ne transformait pas le système.

Question 2, généralisant la question 1 : est-ce que l'intrication dépend de l'espace-temps ?

Je ne vois pas trop ce que tu veux dire, est-ce que tu peux préciser un peu plus ?

Autre question : lorsque tu conditionnes la notion de causalité à la connaissance de Bob ou d'Alice, est-ce que tu ne donnes pas à l'esprit humain un étrange pouvoir ?
Même si Bob n'est au courant de rien, son électron ne doit-il pas "savoir" ce qu'il a à faire ?

Bob n'est pas au courant de rien, il connait très précisemment l'etat de son electron. C'est juste que la connaissance de l'etat de l'electron en B, ne permet pas de faire d'hypothèse sur l'etat de l'electron en A à un instant antérieur à la mesure de Bob. Il n'y a rien de mystique.

Ceci dit, dès lors qu'on coupe le système en 2 électrons ou en 2 photons, il me semble qu'on ne peut pas avoir de langage adéquat.
Il vaudrait mieux dire qu'on a 1 état de spin qu'on mesure 2 fois et que ces mesures, corrélées, sont considérées comme révélant 2 électrons.

Non, non, à nouveau, une seule mesure suffit à connaitre l'état des deux electrons, quelque soit la distance qui les séparent.

Il y a diverses propositions depuis une dizaine d'années qui tendent à limiter le côté "solide" de ces effets et à les ramener à des effets liés aux conditions de possibilité d'obtention d'une connaissance, aux conditions cognitives propres au domaine quantique.

Un texte intéressant de 1994 sur cette problématique : http://mapage.noos.fr/mms/lectures.pdf

Extrait :

Demain je regarde ça, là .

[spi100]

pour l'instant le phénomène de réduction du paquet d'onde (la décohérence quoi) est hyper "mal connu"

Attention, la décohérence n'est pas synonyme de mesure quantique.

Mesure quantique = décohérence + projection.

Un exemple au hasard ... un chat qui peut prendre deux états |vivant> et |mort>. La décohérence quantique rend la probabilité de mesurer le chat dans un etat "|vivant> ET |mort>" quasiment nulle. La processus de mesure décide entre l'etat |vivant> ou l'état |mort>.

En termes plus techniques, pour un système dans un etat
, on forme la matrice densité


Lorsque le système est couplé avec un environnment ou un thermostat, les termes non diagonaux tendent rapidement vers 0. Ces termes traduisent la probabilité de trouver le système dans une superposition des deux états. Cette phase est la décohérence. Après décohérence, à , la matrice densité est réduite à ses termes diagonaux.

Le processus de mesure se finit alors en projettant le système dans l'etat |1> ou dans l'etat |2>. Cette dernière phase de projection est effectivement encore mal comprise.

[BioBen]

Merci beaucoup Spi100
Surtout que je comprends à peu près puisque ca reprend, en plus complet, ce que dit Penrose.

[Dans la denière matrice densité en 2ème ligne 2ème colonne ca devrait pas être lc2(t)l² ?]

[spi100]

Oui, tu as raison c'est bien .

[invite309928d4]

Mesurer, c'est agir sur le système. Quand au bout d'un an, la mesure se fait en P2, alors tu projettes ton système à deux photons de l'etat E0 vers un nouvel etat E1.
Quand au bout de deux ans, tu fais la mesure en P1, alors tu mesures E1.
Dans ton expérience, tu fais comme si l'action de mesure ne transformait pas le système.
Je ne vois pas trop ce que tu veux dire, est-ce que tu peux préciser un peu plus ?

Je ne suis pas certain que mes idées soient exactes, et je me trompe peut-être complètement, mais essayons. J'ai pris des photons pour être certain qu'ils sont à une distance interdisant toute communication mais revenons à tes électrons pour être sûrs de parler de la même chose.

Tu écris : "Alice réalise une mesure sur le spin de son electron. Elle mesure à l'instant t, par exemple, un spin égal à -1. Elle peut alors affirmer avec une certitude absolue, que si Bob fait une mesure de spin sur son electron, à n'importe quel instant t1 > t, il trouvera un spin egal 1."

Alice mesure le spin en t.
Bob mesure en t + 1 an.
Mais entre le moment où Alice et Bob mesurent, il y a une inversion du spin de l'électron de Bob.
Alice ayant déjà mesuré, est-ce que cette inversion agit sur une paire non-intriquée ou bien agit-elle sur une paire encore intriquée ?

Option 1, la paire n'est plus intriquée : l'électron de Bob est à l'inverse de celui d'Alice lorsqu'il est inversé, et donc, il est mesuré identique à celui d'Alice.
Option 2, la paire est intriquée : les mesures doivent être inverses et donc, il faut que l'inversion de B joue sur A malgré qu'elle se produise 1 an après la mesure de A.

Dans l'option 1, si Bob ne sait pas qu'il y a eu inversion, il va conclure que A a un spin inverse de la réalité. L'intrication reste indépendante de l'espace mais est dépendante du temps et de ce qu'il peut se passer entre la mesure de A et de B.
Dans l'option 2, les effets d'intrication sont indépendant de l'espace et du temps, ce ne sont pas des effets spatio-temporels.

J'ai juste ?

Bob n'est pas au courant de rien, il connait très précisemment l'etat de son electron. C'est juste que la connaissance de l'etat de l'electron en B, ne permet pas de faire d'hypothèse sur l'etat de l'electron en A à un instant antérieur à la mesure de Bob. Il n'y a rien de mystique.

Oui, on ne peut pas faire d'hypothèse sur l'électron en A, mais l'électron en A a-t-il malgré tout un état défini ?
Soit on considère que ce qui est, est ce qu'on sait (on ne sait pas, donc l'électron n'a pas d'état défini), soit on considère que ce qui est, est indépendant de ce qu'on sait et que donc l'électron a sans doute un état défini mais on ne sait pas lequel.
Selon moi, en quantique, c'est la première option qui est adéquate.

Non, non, à nouveau, une seule mesure suffit à connaitre l'état des deux electrons, quelque soit la distance qui les séparent.

Oui, mais ce n'est pas la question.
Je reformule : "état de 2 électrons" sous-entend qu'il y a 2 êtres, 2 électrons avec leurs états propres, indépendants, alors qu'en fait, avant la mesure, on a 1 seul état intriqué de spin et pas d'électron en vue.
On a : 1 état intriqué qui se projette en 2 états de mesure et ces états de mesure sont attribués à 2 électrons sur des considérations étrangères à la mesure elle-même puisqu'on ne mesure que les spins et ni la masse ni la charge qui permettraient de caractériser des électrons (mais peut-on mesurer la charge et la masse simultanément ?).

Ma question préférée : état, mais état de quoi ?
Comment sait-on qu'il s'agit d'électrons quand on ne fait qu'une mesure de spin ?

[invite0bbfd30c]

Tu écris : "Alice réalise une mesure sur le spin de son electron. Elle mesure à l'instant t, par exemple, un spin égal à -1. Elle peut alors affirmer avec une certitude absolue, que si Bob fait une mesure de spin sur son electron, à n'importe quel instant t1 > t, il trouvera un spin egal 1."

Alice mesure le spin en t.
Bob mesure en t + 1 an.
Mais entre le moment où Alice et Bob mesurent, il y a une inversion du spin de l'électron de Bob.
Alice ayant déjà mesuré, est-ce que cette inversion agit sur une paire non-intriquée ou bien agit-elle sur une paire encore intriquée ?

Tu introduis une inversion du spin sur un des deux chemins... ce n'est pas un problème particulier. Tu vas te retrouver avec des mesures ++ ou --, au lieu de +- ou -+. Ce n'est pas le fond du "problème". Par ailleurs, on pourrait peut-être arrêter de parler d'électrons de spin 1...

[chaverondier]

Le couplage avec un système macroscopique détruit les corrélations quantiques. Je crois que c'est Zurek qui a popularisé cette notion.

Zurek [1], Hans Dieter Zeh [2] et Anton Zeilinger [3][4] ont effectivement joué un rôle de pionnier dans l'étude de la décohérence [5]. Le Laboratoire Kastler Brossel [6][7][8][9], Nicolas Gisin de l'université de Genève et Ian Percival de l’université de Londres [10][11][12] jouent également un rôle très actif à ce sujet.

Ca explique bien pourquoi l'on observe pas de systèmes macroscopiques dans un état intriqué et aussi pourquoi les corrélations quantiques ne sont pas observées à notre échelle.

Par contre, ça n'explique pas comment le système finit par se retrouver, très vite d’ailleurs, dans un état qui semble à nouveau décorrélé de l'environnement (réduction indéterministe et irréversible du paquet d'onde cassant la liaison EPR du système avec son environnement et succédant au phénomène déterministe et réversible de décohérence).

Pour un ensemble de particules en contact avec un thermostat, les corrélations quantiques sont bien tuées. Mais je ne suis pas sûr que ce soit le cas si le système de particules, même avec N grand, est isolé ?

Non effectivement. Le caractère unitaire, déterministe, réversible et isentropique de l'évolution des systèmes isolés (donc sans perte d’information) est vérifié aussi bien en mécanique classique qu'en mécanique quantique (donc sans perte des corrélations quantiques lors de l’évolution d’un système quantique qui serait idéalement isolé).

En fait, que ce soit en mécanique classique ou en mécanique quantique, l’irréversibilité des évolutions observées signifie que plusieurs états distincts convergent vers « un » même « état d’équilibre » (un état qui _semble_ unique compte tenu de l'information incomplète détenue par une catégorie d'observateurs donnée). Cette irréversibilité n'apparaît que si les observateurs considérés perdent de l'information. Ils la perdent
* soit parce qu’elle « s’égare » dans l’environnement d’un système ouvert (ie non isolé),
* soit parce qu’elle « échappe à la vue » d’un observateur « un peu myope » d'un système isolé (dont il doit donc faire partie).

Bernard Chaverondier

[1] Ed. J. Wheeler, W. Zurek, Quantum theory and measurement, Princeton University Press, 1983.

[2] Hans Dieter Zeh, The Direction of Time, http://www.time-direction.de/

[3] Anton Zeilinger, université de Innsbrück, Quantum Information Theory,
http://www.quantum.univie.ac.at/research/theory/

[4] Anton Zeilinger, Photonic Entanglement Experiments,
http://www.quantum.univie.ac.at/rese...hotonentangle/

[5] Maximilian Schlosshauer, Department of Physics, University of Washington, Decoherence, the Measurement Problem, and Interpretations of Quantum Mechanics : Environment-induced decoherence and superselection have been a subject of intensive research over the past two decades. Yet, their implications for the foundational problems of quantum mechanics, most notably the quantum measurement problem, have remained a matter of great controversy. This paper is intended to clarify key features of the decoherence program, including its more recent results, and to investigate their application and consequences in the context of the main interpretative approaches of quantum mechanics. http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0312/0312059.pdf

[6] Serge Haroche : Leçons du Collège de France, Electrodynamique quantique en cavité et décohérence, http://www.lkb.ens.fr/recherche/qedc...e/college.html

[7] Magistère de Physique, Septembre-novembre 2003, Laboratoire Kastler Brossel Cohérence quantique et dissipation (104 pages)
http://www.lkb.ens.fr/%7edalibard/No...stere_2003.pdf

[8] Oscillation de Rabi à la frontière classique-quantique et génération de chats de Schrödinger (intrication d’un atome de Rydberg avec un champ E.M. en cavité). Thèse de juin 2004. Laboratoire Kastler Brossel.
http://tel.ccsd.cnrs.fr/documents/ar.../index_fr.html

[9] Jean Michel Raimond, décohérence, électrodynamique quantique en cavité avec atomes de Rydberg (et réalisation du triplet d’intrication maximale Greenberger, Horn et Zeilinger)
http://www.lkb.ens.fr/recherche/qedc...jmr/notice.pdf

[10] Theory of Nicolas Gisin, Group of Applied Physics, University of Geneva and Ian C Percival, Department of Physics, Queen Mary and Westfield College, University of London, Quantum State Diffusion : from Foundations to Applications, http://arxiv.org/abs/quant-ph/9701024

[11] Essay and Review of Quantum State Diffusion by Ian Percival,
http://www.hpl.hp.com/techreports/2001/HPL-2001-7.pdf

[12] Robert Alicki, Invitation to quantum dynamical semi-groups,
http://arxiv.org/abs/quant-ph/0205188

[spi100]

Alice mesure le spin en t.
Bob mesure en t + 1 an.
Mais entre le moment où Alice et Bob mesurent, il y a une inversion du spin de l'électron de Bob.
Alice ayant déjà mesuré, est-ce que cette inversion agit sur une paire non-intriquée ou bien agit-elle sur une paire encore intriquée ?

Option 1, la paire n'est plus intriquée : l'électron de Bob est à l'inverse de celui d'Alice lorsqu'il est inversé, et donc, il est mesuré identique à celui d'Alice.
Option 2, la paire est intriquée : les mesures doivent être inverses et donc, il faut que l'inversion de B joue sur A malgré qu'elle se produise 1 an après la mesure de A.

Dans l'option 1, si Bob ne sait pas qu'il y a eu inversion, il va conclure que A a un spin inverse de la réalité. L'intrication reste indépendante de l'espace mais est dépendante du temps et de ce qu'il peut se passer entre la mesure de A et de B.
Dans l'option 2, les effets d'intrication sont indépendant de l'espace et du temps, ce ne sont pas des effets spatio-temporels.

J'ai juste ?

Je dirais option 2.
A t0, la paire est dans l'etat |+-> + |-+>
A t1, Alice mesure Sz et trouve 1 (en unité hbarre/2). L'etat du système est alors |+->.
A t2 Bob mesure -1 ( en unité hbarre/2 ), le système est dans l'etat |+->. Il n'a pas été modifié par la mesure de Sz par Bob et plus aucune mesure de Sz par Bob ou Alice ne pourra modifier le système.

La paire est encore intriquée, avant et après mesure. Les mesures de Bob ou d'Alice ont détruit la cohérence de la fonction d'onde, mais en aucun cas l'intriquation (on a d'ailleurs bien dérapé dans la discussion, de l'intriquation vers la décohérence). Si maintenant au lieu de mesurer Sz, Bob mesure Sx, il projette son electron de l'etat |-> vers un etat |+> + |->( ou |+> - |-> ) et ainsi modifie l'etat de l'electron en A vers |+> - |-> ( ou |+> + |-> ).
En mécanique quantique, les états des différentes parties d'un système ne sont pas séparables.

Oui, on ne peut pas faire d'hypothèse sur l'électron en A, mais l'électron en A a-t-il malgré tout un état défini ?
Soit on considère que ce qui est, est ce qu'on sait (on ne sait pas, donc l'électron n'a pas d'état défini), soit on considère que ce qui est, est indépendant de ce qu'on sait et que donc l'électron a sans doute un état défini mais on ne sait pas lequel.
Selon moi, en quantique, c'est la première option qui est adéquate.

Bob peut faire une hypothèse sur l'electron en A. Bob peut même affirmer avec certitude que l'etat de l'electron d'Alice est bien défini.
La seule chose qu'il ne peut pas discerné c'est la cause qui a amené l'electron d'alice dans l'etat up ou down. Il ne s'agit pas d'une ignorance sur l'etat du système, mais de la cause qui a projeté le système (Mesure de Bob ou d'Alice ?). La clé du paradoxe EPR est là.

Oui, mais ce n'est pas la question.
Je reformule : "état de 2 électrons" sous-entend qu'il y a 2 êtres, 2 électrons avec leurs états propres, indépendants, alors qu'en fait, avant la mesure, on a 1 seul état intriqué de spin et pas d'électron en vue.
On a : 1 état intriqué qui se projette en 2 états de mesure et ces états de mesure sont attribués à 2 électrons sur des considérations étrangères à la mesure elle-même puisqu'on ne mesure que les spins et ni la masse ni la charge qui permettraient de caractériser des électrons (mais peut-on mesurer la charge et la masse simultanément ?).

Tu as un champ de Fermions avec deux modes excités.

Les electrons ne sont pas indépendants. Nous sommes habitués à réfléchir sur les systèmes en les divisant en sous-systèmes plus simples. Cette façon de faire peut donner de bon résultat dans le monde macro mais n'est même plus une approximation acceptable dans le monde quantique. La Nature pour la mécanique quantique est fondamentalement insécable.

Ma question préférée : état, mais état de quoi ?
Comment sait-on qu'il s'agit d'électrons quand on ne fait qu'une mesure de spin ?

La masse, le spin et la charge du champ de fermions, les electrons sont des modes excités de ce champ.

[invite309928d4]

Je dirais option 2.
(...)
Bob peut faire une hypothèse sur l'electron en A. Bob peut même affirmer avec certitude que l'etat de l'electron d'Alice est bien défini.
La seule chose qu'il ne peut pas discerné c'est la cause qui a amené l'electron d'alice dans l'etat up ou down. Il ne s'agit pas d'une ignorance sur l'etat du système, mais de la cause qui a projeté le système (Mesure de Bob ou d'Alice ?). La clé du paradoxe EPR est là.

Et c'est pour cela que j'ai l'impression que le phénomène d'intrication n'est pas un phénomène spatio-temporel : si on ne sait pas si c'est Alice ou Bob qui est cause de l'état, non seulement il y a non-localité mais en plus on ne sait pas si c'est le futur (mesure de Bob pour Alice) ou le passé (mesure d'Alice pour Bob) qui est cause des mesures.

Ce que j'essaie de montrer, c'est que l'intrication n'est pas facilement interprétable en terme de physique "concrète", c'est-à-dire de lien aussi réel qu'un échange d'énergie entre un point A et un point B.
A la base de mes interrogations, il y a notamment ce papier : http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0405/0405036.pdf qui montre qu'un observateur peut projeter 2 particules dans des états intriqués après qu'ils aient été mesuré par 2 autres observateurs.

(...) La Nature pour la mécanique quantique est fondamentalement insécable.

Plus prudemment, je dirais : "il est généralement impossible de décrire l'état d'un système quantique composé en terme d'états individuels de ses composants" (J.-M. Lévy-Leblond).
Cela permet l'ouverture suivante : peut-être que si on considérait le système selon des composants adéquats et pas avec des composants hérités de la physique classique, pourrait-on parler de ceux-ci de manière individuelle.
Mais comme la méthode expérimentale demande la mise en oeuvre d'apparareillage de manière classique, c'est pas gagné...

La masse, le spin et la charge du champ de fermions, les electrons sont des modes excités de ce champ.

En fait, je ne sais pas vraiment comment se présentent les questions de transfert d'information et de causalité en théorie quantique des champs.
Sur la question de la causalité dans les champs de Dirac, il me semble qu'on peut dire que le formalisme implique que toute particule d'énergie positive aille dans le sens normal du temps (cf http://aesop.phys.utk.edu/qft/2-5.pdf ). Mais symétriquement, on pourrait avoir des particules d'énergie négative allant en sens inverse.

Mais cela ne m'avance guère par rapport à l'intrication et autres subtilités...

Note : le document ci-dessus est issu d'une série intéressante sur la théorie quantique des champs : http://aesop.phys.utk.edu/qft/

[chaverondier]

A t0, la paire est dans l'état |+-> + |-+>
A t1, Alice mesure Sz et trouve 1 (en unité hbarre/2). L'état du système est alors |+->. La paire est encore intriquée, avant et après mesure. Les mesures de Bob ou d'Alice ont détruit la cohérence de la fonction d'onde, mais en aucun cas l'intrication (on a d'ailleurs bien dérapé dans la discussion, de l'intrication vers la décohérence).

Pas d'accord. Dès qu'une mesure de spin a été réalisée par Alice sur son électron, la paire n'est plus intriquée. L'état quantique |+-> obtenu après la mesure d'Alice est en effet devenu un état produit et une mesure de Bob ne peut donc plus affecter l'état de spin de l'électron d'Alice (il a déjà acquis son spin). Par contre, quand Alice fait sa mesure, elle n'a aucun moyen de savoir si Bob a déjà effectué la sienne ou pas. L'électron de Bob "sait" qu'Alice a déjà effectué sa mesure, mais il garde jalousement son secret et refuse de délivrer cette information à Bob.

En fait, l'impossibilité de communication instantanée en utilisant l'effet EPR provient du fait qu'Alice ne sait pas biaiser le hasard quantique. Elle ne sait pas, par exemple, obtenir plus souvent deux spins successifs de même signe des électrons qui lui parviennent en contrôlant l'état quantique de son polariseur et de son environnement proche. Le temps qu'il fait demain a certes plus de 66% de chances d'être le même que celui d'hier (parce que les causes qui le déterminent n'ont pas eu le temps de changer complètement d'un jour à l'autre) mais Alice ne sait pas contrôler les causes du hasard quantique pour les maintenir dans un état de stabilité suffisant (afin d’obtenir un effet d’auto-corrélation entre spins successifs des électrons qui lui parviennent).

D'ailleurs, les évolutions qui ne laissent aucune trace stable dans l'environnement (au sens des informations accessibles à une catégorie d'observateurs) semblent se produire instantanément. Pour un observateur, le temps avance seulement quand l'état des informations auquel il est susceptible d’accéder change [1]. C'est vraisemblablement ça qui est à l'origine de l'impression de transfert instantané d'information d'un électron à l'autre dans notre temps macroscopique (comme le suggère fortement la Transactional Iinterpretation of Quantum Mechanics de John Cramer [2]).

Si au lieu de mesurer Sz, Bob mesure Sx, il projette son électron de l'état |-> vers un état |+> + |-> ( ou |+> - |-> )

Oui

et ainsi modifie l'état de l'électron en A vers |+> - |-> ( ou |+> + |-> )

A condition que Alice n'ait pas déjà effectué sa mesure.

En mécanique quantique, les états des différentes parties d'un système ne sont pas séparables.

Sauf quand l'état quantique du système considéré est un état produit des états quantiques de ses différentes parties. C'est le cas avant que deux parties d'un système n'aient interagi et, dans le cas d'une mesure quantique, ça redevient vrai après que le tout formé du système observé, de l'appareil de mesure et de l'environnement (tout inséparable pendant le processus de décohérence) soit retombé dans un état produit (où ces 3 parties peuvent à nouveau être décrites séparément). C'est la réduction du paquet d'onde (suivant la décohérence) qui casse brutalement et irréversiblement la liaison EPR entre les 3 parties, liaison EPR qui s’était propagée entre les trois parties de façon unitaire déterministe et réversible pendant le processus de décohérence.

Bernard Chaverondier
[1] Le Rôle de l’information dans la théorie quantique, thèse d’Alexei Grinbaum, notamment paragraphe 6.7 Time and unitary mechanics, http://tel.ccsd.cnrs.fr/documents/ar...l-00007634.pdf

[2]The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics, John G. Cramer, Department of Physics University of Washington, http://mist.npl.washington.edu/ti/

[chaverondier]

J'ai l'impression que le phénomène d'intrication n'est pas un phénomène spatio-temporel

Disons qu'il met en évidence le fait que pour une catégorie d'observateurs le temps avance seulement si les informations auxquelles ils sont susceptibles d'accéder change. Tant qu’une évolution se produit sans laisser aucune trace stable dans l'environnement, elle semble se produire en un temps nul (trace stable signifiant en fait trace évoluant sans cesse d'un état à un autre mais indiscernables compte tenu des informations accessibles à une catégorie d'observateurs donnée).

Si on ne sait pas si c'est Alice ou Bob qui est cause de l'état, non seulement il y a non-localité mais en plus on ne sait pas si c'est le futur (mesure de Bob pour Alice) ou le passé (mesure d'Alice pour Bob) qui est cause des mesures.

Autrement dit, les informations dont nous sommes en mesure de disposer ne sont pas suffisamment complètes pour savoir qui d’Alice ou de Bob a réalisé sa mesure de spin le premier.

Ce que j'essaie de montrer, c'est que l'intrication n'est pas facilement interprétable en terme de physique "concrète", c'est-à-dire de lien aussi réel qu'un échange d'énergie entre un point A et un point B. A la base de mes interrogations, il y a notamment ce papier : http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0405/0405036.pdf qui montre qu'un observateur peut projeter 2 particules dans des états intriqués après qu'ils aient été mesurés par 2 autres observateurs.

On retombe sur une discussion similaire à la discussion de l'expérience d'Afshar (dite du choix retardé) et l'interprétation Time symmetric qu'en donne la Transactional Interpretation of Quantum Mechanics de John Cramer, interprétation violant le principe de causalité macroscopique mais qui se comprends (plus ou moins) si l'on considère que l'écoulement du temps dépend de l'horizon d'action et de l'horizon d'observation d'une catégorie donnée d'observateurs.

Bernard Chaverondier

[spi100]

En plus on ne sait pas si c'est le futur (mesure de Bob pour Alice) ou le passé (mesure d'Alice pour Bob) qui est cause des mesures.

Là j'ai du mal à te suivre, pourquoi places - tu les mesures de Bob ou d'Alice dans le futur ? Il s'agit dans tous les cas de mesures passées.

La cause est bien déterminée et certaine pour Alice et Bob, c'est la réduction du paquet d'onde. Seulement il n'y a pas de moyen de savoir si la réduction est causée par Bob ou Alice.

[invitec913303f]

Bonjour, alors voia quesques petites questions.

Le "certaine" indiquerait donc plutot qu'il y a bien un changement (du à la non localité) mais pas de violation de la causalité étant donné qu'il n'y a pas transmission d'information :le seul moyen pour savoir que l'autre a fait sa mesure, c'est d'aller lui demande,r donc ca prends du temps

Je suis d'accord avec BioBen, cepandant cela me fait poser une question. BioBen émet l'hypothèse si je ne m'abuse, que le système que forme les deux particules est un système non localisé. Donc ceci avant la mesure n'est pas??? Somme nous bien d'accord?

Une fois que l'expérimentateur fait sa mesure, il y a réduction, et on obtient une particule localisé non? Lorsque que l'autre éxpérimentateur fait sa mesure, il se produit pour lui aussi une réduction du paquet d'onde, il à donc lui aussi quelque chose de localisé. Daprès mes connaissances, le dernier observe une polarisation inverse au résultats de la mesure qu'a effectuer le premier expérimentateur. Une première question que je me pause, est que se passerai t'il si un autre observateur localiser dans un endroit différent de l'espace-temps fait une mesure, quel polarisation observera til?

Aussi, y quelque chose qui me semble pas claire, on parle de deux photon. Mais ci on effectuait l'expérience avec un seul photon (de faible énergie), les deux observateurs n'obtiendrait t'il pas dans ce cas, un résultat commun, la même mesure de polarisation? Désolé si cette question est insencé.

Cordialement
flo

[spi100]

Pas d'accord. Dès qu'une mesure de spin a été réalisée par Alice sur son électron, la paire n'est plus intriquée. L'état quantique |+-> obtenu après la mesure d'Alice est en effet devenu un état produit et une mesure de Bob ne peut donc plus affecter l'état de spin de l'électron d'Alice (il a déjà acquis son spin).

Justement là, j'ai l'impression d'avoir un problème de vocabulaire.

Dans ce que tu dis, le spin est bien défini après mesure. Ca pour moi, c'est la décohérence, le système n'est plus décrit par une superposition d'états mais par un etat.

L'intriquation, c'est le fait que les deux electrons sont encore liées. Si je mesures Sx en B, je modifie l'etat de l'electron en A.

Est - ce que c'est bien ça ?

[invite0bbfd30c]

La paire est encore intriquée, avant et après mesure. Les mesures de Bob ou d'Alice ont détruit la cohérence de la fonction d'onde, mais en aucun cas l'intriquation

Non, comme l'a dit Chaverondier la paire n'est plus intriquée après la mesure. Et il n'y a pas nécessairement perte de cohérence (au sens : cohérence de la phase des états quantiques)...

[spi100]

En fait, l'impossibilité de communication instantanée en utilisant l'effet EPR provient du fait qu'Alice ne sait pas biaiser le hasard quantique. Elle ne sait pas, par exemple, obtenir plus souvent deux spins successifs de même signe des électrons qui lui parviennent en contrôlant l'état quantique de son polariseur et de son environnement proche.

Oui, l'impossibilité de communication par EPR est bien là. L'indétermination de la cause en est juste une facette. On pourrait très bien la contourner en placant un emetteur de photons entre A et B, un peu plus proche de A que de B. A t, l'emetteur envoie deux photons, l'un vers Bob, l'autre vers Alice.
Alice et Bob conviennent que lorsque A recoit le photon, elle projette son electron. Bob fait la mesure lorsqu'il recoit le deuxième photon. Bob est alors certain que Alice a réalisé la mesure.

Néanmoins, il ne sait pas si Alice a bien mis l'electron dans l'etat attendu. En effet, Alice fait une action sur l'electron mais ensuite doit réaliser une mesure, et elle n'a aucun moyen d'agir de façon déterministe sur le spin de son electron.

[chaverondier]

On ne sait pas si c'est le futur (mesure de Bob pour Alice) ou le passé (mesure d'Alice pour Bob) qui est cause des mesures.

Là j'ai du mal à te suivre, pourquoi places tu les mesures de Bob ou d'Alice dans le futur ?

Pourquoi pas. Alice peut faire sa mesure avant Bob. Par contre, ni Bob ni Alice ne peuvent savoir qui des deux a réalisé sa mesure le premier (du moins pas avant un délai correspondant à leur distance divisée par la vitesse de la lumière).

En outre, tant que l'on ne saura pas transmettre d'information à vitesse supraluminique par effet EPR (et peut-être s'agit-il d'une impossibilité définitive de nature statistique analogue à la croissance de l'entropie des systèmes isolés, c'est à dire une conséquence des limitations d'accès à l'information d'une catégorie d'observateurs dont nous faisons partie) l'antériorité objective d'une mesure d'Alice sur celle de Bob (ie l'antériorité indépendante du référentiel inertiel d'observation) ne pourra être connue ni d'Alice ni de Bob quand leurs mesures de spin sont séparées par des intervalles de type espace.

Bernard Chaverondier

[spi100]

Non, comme l'a dit Chaverondier la paire n'est plus intriquée après la mesure. Et il n'y a pas nécessairement perte de cohérence (au sens : cohérence de la phase des états quantiques)...

Qu'est que tu nommes 'decohérence' ? Qu'est-ce que tu nommes 'intriquation' ?

[invite0bbfd30c]

J'ai juste parlé de perte de cohérence, c'est à dire de l'introduction d'un déphasage incontrollé entre les états quantiques. La paire n'est plus intriquée après la mesure, puisque que tu peux la décrire par un état produit. C'est un système séparable.

[chaverondier]

Comme l'a dit Chaverondier la paire n'est plus intriquée après la mesure. Et il n'y a pas nécessairement perte de cohérence (au sens : cohérence de la phase des états quantiques)...

Pour qu'il n'y ait pas d'ambiguité, je rajoute quand même une précision. Lorsque l'électron d'Alice a rencontré son polariseur, il y a d'abord eu perte de cohérence entre les deux composantes |+-> et |-+> de l'état de la paire d'électrons (phénomène très rapide mais progressif, unitaire, déterministe et réversible qui diagonalise l'opérateur densité réduit de la paire d'électrons dans la base des 2 états propres |+-> et |-+>). Ce phénomène de décohérence a été suivi de la réduction brutale (phénomène instantané, non unitaire, indéterministe et irréversible) du paquet d'onde, donc projection de l'état quantique de la paire d'électrons sur l'un de ces deux états possibles (|+-> ou |-+>).

Bernard Chaverondier

[invite0bbfd30c]

Pour qu'il n'y ait pas d'ambiguité, je rajoute quand même une précision. Lorsque l'électron d'Alice a rencontré son polariseur, il y a d'abord eu perte de cohérence entre les deux composantes |+-> et |-+> de l'état de la paire d'électrons

Je parlais juste de la cohérence entre les états obtenus par Alice et Bob après la mesure, pas de la "décohérence".

[chaverondier]

Oui, l'impossibilité de communication par EPR est bien là. L'indétermination de la cause en est juste une facette.

Disons, pour éviter toute ambiguité, que l'impossibilité pour Alice de biaiser le hasard du résultat des mesures quantiques de spin des électrons qui lui parviennent est à l'origine de l'impossibilité d'utiliser l'effet EPR pour transmettre de l'information à vitesse supraluminique à Bob. En effet Bob détecterait, en voyant apparaître une corrélation entre les spins successifs des électrons qui lui parviennent, c'est à dire en détectant que deux spins successifs sont plus souvent de même signe que de signe opposés, qu'Alice est en train de lui transmettre un 1 (cf http://perso.wanadoo.fr/lebigbang/epr.htm).

On pourrait très bien la contourner en plaçant un émetteur de photons entre A et B, un peu plus proche de A que de B. A t, l'émetteur envoie deux photons, l'un vers Bob, l'autre vers Alice. Alice et Bob conviennent que lorsque A reçoit le photon, elle projette son électron.

Rien ne prouve que l'instant où A reçoit le photon soit objectivement antérieur à celui où B le reçoit. En effet, tant que l'on ne sait pas biaiser le hasard quantique, il n'y a pas moyen de transmettre d'information à vitesse supraluminique. La relativité du mouvement est alors respectée et l'antériorité objective entre deux événements séparés par des intervalles de type espace ne peut pas être connue.

Une possibilité de transmission d'information à vitesse supraluminique (en violation du principe de relativité du mouvement) est nécessaire pour savoir quel est le référentiel inertiel qui est immobile, c'est à dire celui où deux photons émis en même temps atteignent des points équidistants en même temps au sens d'une simultanéité quantique objective supposée.

En fait, si le référentiel inertiel R où A et B sont au repos est en mouvement à vitesse v dans le sens allant de A vers B (par rapport au milieu dans lequel se propagent les ondes quantiques, c'est à dire peut-être par rapport au fond de rayonnement gravitationnel) le photon est reçu en même temps en A et en B (au sens de la simultanéité quantique objective supposée) quand l'émetteur E de photons est situé à une distance de A et B telle que EB/EA = (c-v)/(c+v)

Bernard Chaverondier