[Mécanique quantique] Fonction d'onde après mesure

[invite76543456789]

Par exemple, j'apprécie beaucoup Alain Connes mais je doute de plus en plus qu'il ait compris en quoi consistait la non-commutativité.
A chaque fois, qu'il doit l'expliquer lors de ses conférences, il sort une anecdote idiote du style : verser de l'eau dans un verre et boire ensuite, ce n'est pas la même chose que boire et verser de l'eau ensuite. ou une phrase sans queu ni tête qui est 4 fois l'anagramme de son nom.

Et tu ne trouves pas que ces deux exemples illustrent a merveille la notion de non commutativité !?
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[invitef17c7c8d]

Et tu ne trouves pas que ces deux exemples illustrent a merveille la notion de non commutativité !?

Ben non justement!
Cela me frustre à chaque fois!!

[invite76543456789]

Que ces exemple n'illustrent pas ce qu'est la geométrie non commutative, c'est tout a fait vrai, mais ils illustrent tres bien ce qu'est la non commutatvité. Deux operations qui faites dans un sens donnent un resultat, et dans l'autre sens en donnent un autre. Je ne comprend pas ce qui te bloque.

(Puis c'est un peu HS, cela dit si cela t'interesse je peux ouvrir un fil sur la geometrie non commutative, j'ai deja eu envie de le faire plusieurs fois et c'est un domaine que je connais quelque peu, sans etre specialiste, et je trouve ca tres interessant, donc si ca te dit).

[invitef17c7c8d]

Ah oui bien volontier (pour l'ouverture d'un fil).

Je vois bien que le produit matriciel AB est différent de BA.
Je vois bien que si je tourne un rubik's cube dans un sens puis dans l'autre c'est différent de l'opération inverse.

Mais je ne vois pas le lien entre la non commutativité et le principe d'incertitude d'Heisenberg..
Parce que la question fondamentale est bien celle ci!

Quel est ce lien si mystérieux entre les deux???
Comment passe t-on de l'un à l'autre?

[invite7ce6aa19]

Mais je ne vois pas le lien entre la non commutativité et le principe d'incertitude d'Heisenberg..
Parce que la question fondamentale est bien celle ci!

Bonjour,

La raison est simple:

Quand 2 opérateurs ne commutent pas on ne peut par être fonction propre simultanément des 2 opérateurs et donc avoir des valeurs propres simultanément définies, d'où découle les inégalités d'Heisenberg.

[invitef17c7c8d]

Alors là, il faut y aller doucement!

Soit C1=A*B une matrice. Je peux déterminer ses valeurs propres ou son spectre.
Soit C2=B*A. Le spectre de C1=le spectre de C2. C2 a les mêmes valeurs propres que C1.

En MQ, les valeurs propres sont les énergies.
Donc C1 et C2 ont les mêmes valeurs propres ou énergies.

Ce ne sont donc que les vecteurs propres qui diffèrent, à savoir la fonction d'onde donc.

Si C1=C2, il y a commutativité, les valeurs propres et vecteurs propres sont les mêmes. tout va bien.
Si C1 est différent de C2, il y a non-commutativité, les valeurs propres sont les mêmes mais les vecteurs propres sont différents.

Donc l'incertitude ou l'ambiguité viendrait de là: A une énergie donnée (une valeur propre), il n'y correspond pas un unique vecteur propre.

[albanxiii]

Bonjour,

Alors là, il faut y aller doucement!

Ca n'est pas vous qui disiez avoi lu, relu, et rerelu le Cohen ?
Remarquez, vous n'avez pas dit "compris", juste "lu".... parce que tout ceci c'est très bien détaillé dans le premier tome.

Bonne journée.

[invite76543456789]

Bonjour,

Bonjour,

La raison est simple:

Quand 2 opérateurs ne commutent pas on ne peut par être fonction propre simultanément des 2 opérateurs et donc avoir des valeurs propres simultanément définies, d'où découle les inégalités d'Heisenberg.

Ca c'est incorrect (ou incomplet) si l'on prends les matrices et elles ne commutent pas et pourtant elles ont des vecteurs propres commun, associé à la meme valeur propre.

Ah oui bien volontier (pour l'ouverture d'un fil).

Je vois bien que le produit matriciel AB est différent de BA.
Je vois bien que si je tourne un rubik's cube dans un sens puis dans l'autre c'est différent de l'opération inverse.

Mais je ne vois pas le lien entre la non commutativité et le principe d'incertitude d'Heisenberg..
Parce que la question fondamentale est bien celle ci!

Quel est ce lien si mystérieux entre les deux???
Comment passe t-on de l'un à l'autre?

En fait ce qu'a compris Heisenberg (du moins ce qu'on a extrait de ces idées pour lancer la GNC, meme si en realité ces idées n'ont pas eu tellemnt d'influence que ca dans le developpement de la GNC) c'est beaucoup plus que le principe d'incertitude, il a compris que l'espace des phases d'un systeme quantique ne pouvait pas etre décrit par un espace mathématique classique (une variété) (et le principe d'incertitude en découle simplement comme il a été indiqué par mariposa), essentiellement parce que sur cet espace des phases, il existait des "fonctions" (typiquement les fonctions p et x) qui ne commutaient pas, et ca bien sur ca n'est pas inclus dans la theorie des variétés differentielles (qui était utilisé jusqu'alors pour décrire l'espace des phases des systemes mecaniques) où l'algèbre des fonctions sur l'espace est bien sur commutative.

Alors bien sur Heisenberg n'a pas pensé la chose en ces termes. Mais l'idée de Connes (et d'autres) est d'interpréter cette algèbre non commutativé des observables (qui sont des operateurs hermitiens) comme "l'algèbre des fonctions" sur un espace (qui en fait n'existe pas au sens strict) non commutatif.

Je vais ouvrir un fil pour illustrer tout ca. Je posterai le lien quand ce sera pret.

[invite7ce6aa19]

Bonjour,

Ca c'est incorrect (ou incomplet) si l'on prends les matrices et elles ne commutent pas et pourtant elles ont des vecteurs propres commun, associé à la meme valeur propre.

Bonjour,


C'est typiquement un argument de mathématiciens et non de physiciens. En MQ les opérateurs dont il s'agit, sont des opérateurs hermitiques et donc tout argument mathématiques est hors propos.

[invitef17c7c8d]

De ce que j'ai cru comprendre des travaux d'heisenberg est que sa méthode des matrices repose sur un principe de correspondance entre Classique et Quantique.

Dans le classique, on peut toujours faire une analyse modale: c'est à dire décomposer un système en fréquences propres et modes propres.
On peut repérer les modes avec 1 seul indice.

Heisenberg dit qu'il existe un analogue à ceci dans le quantique mais avec 2 indices (d'où le nom de matrice)

En fait voila comment Heisenberg retrouve le calcul matriciel (qu'il se connaissait pas). Il est parti de la définition du produit de convolution, a ajouté un indice et a obtenu le calcul matriciel.

Bon tout ceci est très compliqué tout de même et j'attends bien impatiemment les prochains messages de Misspacman.

[invite76543456789]

@mariposa: C'est faux aussi avec des operateurs hermitiens.
Penez et , ils ne commutent pas, et ont un vecteur propre commun associé la aussi a la meme valeur propre.

J'ai ouvert le sujet sur la GNC en esperant qu'il vous plaira http://forums.futura-sciences.com/ma...ulgarisee.html

[invite7ce6aa19]

@mariposa: C'est faux aussi avec des operateurs hermitiens.
Penez et , ils ne commutent pas, et ont un vecteur propre commun associé la aussi a la meme valeur propre.

Les mathématiciens sont imparables! En fait il faudrait dire un ensemble commun de vecteurs propres.

J'ai ouvert le sujet sur la GNC en esperant qu'il vous plaira http://forums.futura-sciences.com/ma...ulgarisee.html

C'est très sympa. Je suis demandeur sur cette question. Dés que j'aurais un peu de temps je le regarderais.

[albanxiii]

Bonjour,

Le pire ce sont les mathématiciens qui veulent enseigner la physique aux physiciens....

Les mathématiciens sont imparables! En fait il faudrait dire un ensemble commun de vecteurs propres.

Puisqu'on les diagonalise dans une base de vecteurs propres communs.... je crois que c'est ce qui manque à MissPacman, qui n'a jamais du faire de PhyQ visiblement, puisqu'il/elle (plusieurs personnes postent sous ce pseudo) ne le savait pas.

Bonne soirée.

[invite60be3959]

Bonjour,

Le pire ce sont les mathématiciens qui veulent enseigner la physique aux physiciens....

Je pense que les physiciens ont beaucoup à apprendre au près des mathématiques(et des mathématiciens), car bien souvent le physicien manque de rigueur et d'un point de vue général concernant une notion mathématique servant à modéliser un phénomène physique.

[invite87654345678]

Bonjour,

Je lis cette discussion avec attention depuis son ouverture.

Bonjour, est-ce que quelqu'un sait svp à quoi ressemble la fonction d'onde d'une particule après qu'on ait mesuré sa position ? Est-ce une distribution de Dirac ?

Merci d'avance !

La question repose essentiellement sur "l'instant de mesure", le moment précis où il y a réduction du paquet d'onde de façon "instantanée" de l'ensemble du système.
Les expériences d'Alain Aspect ont confirmé les prédictions de la MQ, quelque soit la distance séparant deux particules intriquées.

Or, depuis 2002, cette "multisimultanéité" a été définitivement écartée :

[En 2001, l'équipe d'Antoine Suarez, comprenant Nicolas Gisin, qui avait participé à l'expérience de Genève, reproduit l'expérience avec cette fois des miroirs ou des détecteurs en mouvement, permettant d'inverser l'ordre des événements d'un référentiel à l'autre, conformément à la relativité restreinte (rappelons que cette inversion n'est justement possible que pour les événements dont l'un n'est pas la cause de l'autre). Les vitesses sont choisies telles que quand chaque photon se réfléchit ou traverse le miroir semi-transparent, dans le référentiel attaché à ce miroir, l'autre photon s'est déjà réfléchi ou a traversé l'autre miroir (configuration « après-après » — en fait pour cette configuration, des ondes acoustiques jouaient le rôle de miroirs semi-transparents). Respectivement, une autre configuration testée permet que chaque photon soit reçu par un détecteur animé d'un mouvement tel que, dans le référentiel de ce détecteur, l'autre photon n'ait pas encore été détecté, qu'il ait traversé ou se soit réfléchi (configuration « avant-avant »). Dans cette expérience également, les inégalités de Bell sont violées]

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_d%27Aspect

Une documentation très détaillée concernant cette expérience :

http://arxiv.org/pdf/0705.3974

En tout état de cause, l'effondrement du paquet d'onde, l'instant de mesure semble étroitement lié au référentiel.
Dans le cas de deux référentiels en mouvement, conformément aux principes de la relativité restreinte, il est impossible de "synchroniser" cet effondrement de la fonction d'onde en référentiel R1 et R2.

Deux liens un peu plus "vulgarisés" :

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...EExb_w&cad=rja

http://espritscience.blogspot.com/20...1_archive.html

Alors question "bête" :

Ne sommes nous pas en droit de dire qu'il existe un référentiel dans lequel il y a eu réduction du paquet d'onde AVANT la mesure, ou APRES la mesure, voire réduction du paquet d'onde avant/après réduction du paquet d'onde ???

Comment la TQCR intègre t-elle dans son formalisme mathématique ce paradoxe, cette "impossible" instantanéité dans deux référentiels en MRU ?

[chaverondier]

La question repose essentiellement sur "l'instant de mesure", le moment précis où il y a réduction du paquet d'onde de façon "instantanée" de l'ensemble du système.
Ne sommes nous pas en droit de dire qu'il existe un référentiel dans lequel il y a eu réduction du paquet d'onde AVANT la mesure, ou APRES la mesure, voire réduction du paquet d'onde avant/après réduction du paquet d'onde ???

Très bonne question, c'est l'hypothèse d'existence (ou non) d'un référentiel quantique privilégié proposée par John Bell et envisagée par quelques autres physiciens (très peu nombreux, P.A.M.Dirac, D.Bohm, Valentini, Scarani) mais ce n'est pas du tout l'interprétation majoritairement admise.

Le tour de passe passe qui permet de répondre non à cette question sans se prendre les pieds dans le tapis consiste à dire que la fonction d'onde (ou le vecteur d'état si on préfère éviter de privilégier une représentation) n'est pas un objet physique, ni même un outil en mesure de décrire un système individuel, mais un outil statistique destiné à (et seulement capable de) réaliser des prédictions à caractère statistique sur des ensembles de systèmes ayant tous même vecteur d'état associé. L'impossibilité de mesurer la fonction d'onde d'un système individuel, rend cette hypothèse (à caractère positiviste) défendable.

Comment la TQCR intègre t-elle dans son formalisme mathématique ce paradoxe, cette "impossible" instantanéité dans deux référentiels en MRU ?

La MQ en général n'est pas déterministe. Le hasard quantique (la règle de Born) efface toute trace mesurable d'un possible conflit entre le caractère instantané de la réduction du paquet d'onde d'un système spatialement étendu (instantané dans quel référentiel ?) et relativité de la simultanéité propre à la RR (du moins si on fait confiance à la solidité du no-communication theorem et plus particulièrement à l'impossibilité d'établir une distinction mesurable entre deux mélanges statistiques possédant même opérateur densité). On parle de coexistence "pacifique" entre MQ et RR (je préfèrerais parler de paix armée, mais bon..)

[albanxiii]

Bonjour,

Je pense que les physiciens ont beaucoup à apprendre au près des mathématiques(et des mathématiciens), car bien souvent le physicien manque de rigueur et d'un point de vue général concernant une notion mathématique servant à modéliser un phénomène physique.

Je suis plutôt d'accord avec vous, mais je ne parlais pas de cet aspect là, je parlais des gens complètement déconnextés de la réalité physique qui donnent les leçons de.... physique à des.... physiciens !! Plutôt scabreux comme démarche.

Je dis "plutôt d'accord", car j'ai en tête cette réflexion (surement déformée par ma mémoire) de Landau à propos de la démonstration rigoureuse d'un résultat qu'il n'avait pas faite (je me plante peut-être en disant qu'il s'agissait de l'amortissement Landau.... dont la démonstration rigoureuse dans certaines conditions a valu à Cédric Villani sa médaille Fields en 2010) : "La vie est trop courte pour se permettre de démontrer quelque chose qui n'apporterait pas de nouveau résultat". Je comprend cela comme "parfois il ne faut pas être paralysé par les mathématiques et savoir avancer quand même.... et si on va dans le bon sens, ne pas culpabiliser".

Bonne soirée.

[invite87654345678]

Bonsoir,

Je vous remercie pour votre réponse,

Très bonne question, c'est l'hypothèse d'existence (ou non) d'un référentiel quantique privilégié proposée par John Bell et envisagée par quelques autres physiciens (très peu nombreux, P.A.M.Dirac, D.Bohm, Valentini, Scarani) mais ce n'est pas du tout l'interprétation majoritairement admise.

Je sais que c'est un sujet qui vous tient particulièrement à coeur.
Je reviendrai si vous le voulez sur ma position concernant l'hypothèse de l'existence d'un référentiel privilégié, qui me choque à priori, puisqu'elle est contraire aux revendications de la relativité.
Néanmoins, je crois avoir compris que vous défendez une interprétation, et non une théorie alternative contredisant la relativité.
Cette subtilité m'avait échappé par l'aveuglement de certains de vos écrits que j'avais sortis de leur contexte.
J'essaierai néanmoins de vous expliquer pourquoi je suis hostile à cette interprétation (*)

Le tour de passe passe qui permet de répondre non à cette question sans se prendre les pieds dans le tapis consiste à dire que la fonction d'onde (ou le vecteur d'état si on préfère éviter de privilégier une représentation) n'est pas un objet physique, ni même un outil en mesure de décrire un système individuel, mais un outil statistique destiné à (et seulement capable de) réaliser des prédictions à caractère statistique sur des ensembles de systèmes ayant tous même vecteur d'état associé. L'impossibilité de mesurer la fonction d'onde d'un système individuel, rend cette hypothèse (à caractère positiviste) défendable.

D'accord pour le caractère non physique du vecteur d'état, et en un sens, ce tour de passe passe ne permet-il pas d'esquiver une réponse moins catégorique ?
Existe-t-il une expérience (de pensée ou autre), qui permettrait de confirmer (ou d'infirmer) le "non théorique" à cette bonne question ?
Serait-ce judicieux ou totalement inutile ?

La MQ en général n'est pas déterministe. Le hasard quantique (la règle de Born) efface toute trace mesurable d'un possible conflit entre le caractère instantané de la réduction du paquet d'onde d'un système spatialement étendu (instantané dans quel référentiel ?) et relativité de la simultanéité propre à la RR

C'est bien le problème, mais Antoine Suarez et son équipe n'ont-il pas jeté les prémisses de sérieux doutes sur la question, depuis les célèbres expériences d'Alain Aspect ? (j'ai surligné volontairement la partie la plus intéressante de votre énoncé)

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(*) Une des premières lectures qui m'avaient choqué dans votre tableau de comparaison (relativité synchrone de Lorentz) est vous vous en doutez le "concept" d'immobilité absolue.
Il me paraît plus évident aujourd'hui que vous ne mettez pas en doute les prédictions et l'ensemble de la théorie de la relativité, mais simplement son interprétation dans des cas particuliers.
D'autre part, vous avez l'humilité de reconnaître que l'existence d'un référentiel quantique privilégié n'est défendue que par une très faible minorité.

La raison pour laquelle je ne conceptualise pas l'existence d'un tel référentiel est la suivante :
(malgré mon modeste niveau, cela ne peut que vous intéresser)

Imaginez une dizaine d'expérimentateurs, chacun dans un référentiel bien différent de tous les autres, (en MRU par ex, et çà se complique encore en MRUA), en train d'échanger entre eux, des séries de particules intriquées.

La question devient : Quel est (sont) le(s) référentiel(s) privilégié(s) au moment d'une mesure (chacun des expérimentateurs ne se partageant plus seulement que de simples paires) et de la réduction globale du paquet d'onde ?
Vous êtes bien d'accord avec moi qu'il ne peut (par définition) y avoir plusieurs référentiels privilégiés à la fois non ?

Qu'en pensez-vous sincèrement ?

Au plaisir de vous lire,
Cordialement

[chaverondier]

Je reviendrai si vous le voulez sur ma position concernant l'hypothèse de l'existence d'un référentiel privilégié, qui me choque à priori, puisqu'elle est contraire aux revendications de la relativité.

Elle est contraire au principe de relativité du mouvement, mais compatible avec les conséquences de ce principe interprétées comme une émergence de nature thermodynamique statistique.

Néanmoins, je crois avoir compris que vous défendez une interprétation, et non une théorie alternative contredisant la relativité. Cette subtilité m'avait échappé.

Je suis très surpris de la vitesse à laquelle vous avez compris ce point là. J'ai eu (sur un forum moins sérieux) des discussions prodigieusement inefficaces liées au manque d'écoute d'un interlocuteur pourtant beaucoup plus agé que vous.

D'accord pour le caractère non physique du vecteur d'état, et en un sens, ce tour de passe passe ne permet-il pas d'esquiver une réponse moins catégorique ?

En tout cas l'hypothèse (largement confirmée par l'expérience, du moins jusqu'à ce jour) d'un caractère d'outil statistique et rien d'autre plutôt que de modèle d'un système individuel (je laisse tomber l'article de nature qui prète au contraire au vecteur d'état un statut "ontologique") sert de base pour donner, le plus souvent, une réponse catégorique :
"Le conflit apparent entre la relativité restreinte et la mesure quantique est une illusion liée à une vision de la physique déformée par notre expérience quotidienne. Cette expérience nous donne, à tort, une vision classique du monde (qui ne l'est pas)." Bon...

Je suis toutefois tenté de poursuivre en disant que cette vision d'un espace-temps classique est précisément celle que formalise la Relativité Restreinte, avec, notamment, les notions de position et d'instant. Après, dire que les positivistes (ceux qui voient le vecteur d'état comme un outil statistique et rien d'autre) ont quand même forcément raison contre les réalistes (ceux qui voient le vecteur d'état comme le modèle d'un système quantique individuel) parce qu'ils font l'économie d'une hypothèse superflue à ce jour (vive Ockam) ?? ... Tant qu'on ne retombe pas sur une véritable expérience de physique capable de départager les deux façons de voir, on peut beaucoup discuter, mais pas vraiment conclure selon moi.

Existe-t-il une expérience (de pensée ou autre), qui permettrait de confirmer (ou d'infirmer) le "non théorique" à cette bonne question ? Serait-ce judicieux ou totalement inutile ?

Je cherche plutôt une expérience de physique (reposant sur les travaux du LKB) qui permettrait de transmettre de l'information entre un émetteur et un récepteur en un temps indépendant de la distance les séparant (en violation de la causalité relativiste et du no-communication theorem).

L'idée que je creuse en ce moment (si elle ne marche pas, j'en creuserai une autre) serait, dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité microonde supraconductrice du LKB (cf Oscillation de Rabi à la frontière classique-quantique et génération de chats de Schrödinger http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006406/en/) de parvenir à protéger de la décohérence des états chat de Schrödinger pairs par exemple (de type |alpha>+|-alpha> où alpha désigne un champ cohérent de quelques photons n=|alpha|^2) mieux que les chats impairs (je serais d'ailleurs intéressé de savoir ce que pensent Chip, Gillesh38 ou Damian Calmans Frau, par exemple, d'une telle possibilité s'il passent par là).

Je m'intéresse dans ce but au mémoire de maîtrise de Landon Olivier : "Evolution des systèmes quantiques ouverts : décohérence et informatique quantique" notamment (mais pas seulement) le § 5.2.2.1 Espace protégé de la décohérence https://papyrus.bib.umontreal.ca/jsp...09_memoire.pdf évoquant la possibilité (de principe) de protéger certains sous-espaces d'état d'un système S donné de la décohérence.

La question devient : Quel est le référentiel privilégié au moment d'une mesure (chacun des expérimentateurs ne se partageant plus seulement que de simples paires) et de la réduction globale du paquet d'onde ?

Celui dans lequel la réduction du paquet d'onde (paquet d'onde vu comme un champ physique représentant un système individuel et non comme un simple outil statistique sans autre signification physique) de systèmes spatialement étendus est instantanée quel que soit le système objet de la mesure. Pour que cela marche avec tous les systèmes, notamment avec des systèmes spatialement étendus dans les 3 directions, il ne peut y en avoir qu'un seul ("Deux" référentiels inertiels possédant un même hyperplan de simultanéité sont identiques, c'est à dire qu'ils définissent le même état de mouvement). Il s'agit donc de "monosimultanéité" (la mutisimultanéité ne marche pas et je n'ai pas du tout été surpris du résultat quand il est sorti), celle associée au référentiel quantique privilégié supposé (rechercher "quantum preferred frame").

[invite87654345678]

Bonsoir,

Elle est contraire au principe de relativité du mouvement, mais compatible avec les conséquences de ce principe interprétées comme une émergence de nature thermodynamique statistique.

Oui, j'ai noté que c'est une phrase qui revient souvent dans tous vos exposés.
D'un côté, du stricte point de vue de la relativité restreinte, je me suis toujours demandé ce qu'il adviendrait d'une durée équivalente à seulement quelques unités de temps de Planck, si on l'affectait d'un coefficient de Lorentz supérieur à ce nombre d'unités...
Je suis certain que vous vous êtes déjà posé cette question.
Je me demande quel est votre avis sur la question...

Je suis très surpris de la vitesse à laquelle vous avez compris ce point là. J'ai eu (sur un forum moins sérieux) des discussions prodigieusement inefficaces liées au manque d'écoute d'un interlocuteur pourtant beaucoup plus agé que vous.

Oh, je ne suis plus si jeune que çà
Il est vrai que j'ai le grave défaut d'être parfois trop spontané, et que le temps me manque pour pour parcourir en profondeur des sujets que je ne fais parfois que survoler...

En tout cas l'hypothèse (largement confirmée par l'expérience, du moins jusqu'à ce jour) d'un caractère d'outil statistique et rien d'autre plutôt que de modèle d'un système individuel sert de base pour donner, le plus souvent, une réponse catégorique

Oui, et il faut bien admettre que même si nous admettons qu'il nous faille abandonner la vision "classique", tout le monde a le sentiment qu'il "manque" quelque chose pour satisfaire pleinement ce manque d'explication que nous impose pour le moment cette théorie pourtant bien huilée.

Tant qu'on ne retombe pas sur une véritable expérience de physique capable de départager les deux façons de voir, on peut beaucoup discuter, mais pas vraiment conclure selon moi.

Je suis d'accord, une chose est certaine, il nous manque une donnée pour trancher.

Je cherche plutôt une expérience de physique (reposant sur les travaux du LKB) qui permettrait de transmettre de l'information entre un émetteur et un récepteur en un temps indépendant de la distance les séparant (en violation de la causalité relativiste et du no-communication theorem).

Je vais vous surprendre, mais c'est exactement ce que je cherche à concevoir depuis des années (à partir de tous les outils dont nous disposons).
En regardant les deux discussions que j'ai ouvertes, et celles concernant le même sujet, et auxquelles j'ai participé, vous pourrez constater que je tente cette approche, non pas du côté quantique (car je commence à ne plus trop y croire, bien que dans cette obscurité, quelque chose puisse encore se cacher), mais plutôt du côté de la Relativité Générale, car celle-ci admet des solutions mathématiques (non physiques à ce jour), autorisant ce que même mathématiquement, la Physique Quantique n'autorise pas, apparemment.

Maintenant, qui peut dire "fontaine je ne boirai point de ton eau" ou "les inégalités de Bell seront toujours violées" et ce quelles que soient les circonstances...(à ce jour effectivement)

L'idée que je creuse en ce moment (si elle ne marche pas, j'en creuserai une autre) serait, dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité microonde supraconductrice du LKB (cf Oscillation de Rabi à la frontière classique-quantique et génération de chats de Schrödinger http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006406/en/) de parvenir à protéger de la décohérence des états chat de Schrödinger pairs par exemple (de type |alpha>+|-alpha> où alpha désigne un champ cohérent de quelques photons n=|alpha|^2) mieux que les chats impairs (je serais d'ailleurs intéressé de savoir ce que pensent Chip, Gillesh38 ou Damian Calmans Frau, par exemple, d'une telle possibilité s'il passent par là).

Le problème, lorsque l'on fait des recherches en dehors des chemins battus, est que l'on perd vite une certaine crédibilité, j'en ai moi-même fait la triste expérience, même si je dois reconnaître que ces "expériences" restent enrichissantes.

J'ai lu pas mal de discussions sur des expériences assez anciennes réalisées au LKB dans des cavités micro-ondes où il était question "d'observer en direct" la décohérence, et certaines extensions proposées, malheureusement vouées à l'échec pour exploiter une transmission.

Le problème qui se pose de façon systématique dans chaque expérience, c'est que la corrélation "instantanée" d'éléments appariés est toujours réalisée "après-coup", et uniquement à l'aide d'une information limitée à C, donc n'apportant rien au moulin, dans ce qui nous intéresse...
Pour ma part, je pense que c'est précisément sur ce point qu'il faut travailler et s'auto-affranchir de cette "obligation" dès le départ lorsqu'on imagine une expérience, même de pensée.

Vous avez parlé du LKB.
Que pensez-vous de ceci :

Au delà d’une étude passive de la décohérence, DECLIC explorera des méthodes pour la manipuler et la contrôler, comme une rétroaction quantique conduisant le champ vers un état prédéterminé ou comme la réalisation d’environnements artificiels protégeant des états bien choisis de la décohérence.

Source : http://www.cqed.org/spip.php?article277

Je n'ai pas encore saisi comment certaines "mesures" peuvent conduire, non pas à faire décohérer un système, mais au contraire, paradoxalement, à garder un système cohérent voire (à confirmer) à re-cohérer un système c.a.d. basculer du classique au quantique...ce qui semble contraire au second principe de la thermodynamique !

J'ignore totalement où en sont les travaux aujourd'hui, car le site ne semble pas être à jour.

Je m'intéresse dans ce but au mémoire de maîtrise de Landon Olivier : "Evolution des systèmes quantiques ouverts : décohérence et informatique quantique" notamment (mais pas seulement) le § 5.2.2.1 Espace protégé de la décohérence https://papyrus.bib.umontreal.ca/jsp...09_memoire.pdf évoquant la possibilité (de principe) de protéger certains sous-espaces d'état d'un système S donné de la décohérence.

Je vais essayer de me pencher là-dessus, à mon humble niveau.

Pour que cela marche avec tous les systèmes, notamment avec des systèmes spatialement étendus dans les 3 directions, il ne peut y en avoir qu'un seul ("Deux" référentiels inertiels possédant un même hyperplan de simultanéité sont identiques, c'est à dire qu'ils définissent le même état de mouvement).

J'ai du mal à me représenter cet hyperplan avec un nombre infini de référentiels.
Comme vous le disiez très justement, tant qu'on n'a pas une expérience physique capable de départager les deux façons de voir, c'est difficile de conclure.

C'est bien l'expérience qui manque.

J'ai à l'esprit actuellement une expérience de pensée (avec des particules), mélangeant à la fois les concepts de la relativité restreinte (considérée comme juste) et les concepts de la mécanique quantique (considérée comme juste), qui si elle était réalisable en pratique permettrait de trancher sur la question.

Je pourrai si cela vous intéresse vous en expliquer brièvement le protocole.

Cordialement,

[inviteccac9361]

Je cherche plutôt une expérience de physique (reposant sur les travaux du LKB) qui permettrait de transmettre de l'information entre un émetteur et un récepteur en un temps indépendant de la distance les séparant (en violation de la causalité relativiste et du no-communication theorem).

Un problème sans solution est un problème mal posé (A. Einstein)

Un rapport avec le Spin peut-être ?
Personnellement, ce qui me travaille, ce n'est pas une hypothétique (concevable d'un certain point de vue ?) violation d'une causalitée mais l'existence même de ce que l'on nomme le Spin.

[chaverondier]

C'est exactement ce que je cherche à concevoir du côté de la Relativité Générale, car celle-ci admet des solutions mathématiques (non physiques à ce jour), autorisant ce que même mathématiquement, la Physique Quantique n'autorise pas, apparemment.

C'est ce que j'ai cru comprendre mais, sur ce sujet là, je n'ai rien étudié. Toutefois, je doute (sans preuve, c'est juste "au feeling") qu'elles aient une possible réalité physique à des niveaux d'énergie, de distance et de durée auxquels nous ayons accès (et du coup ça m'intéresse moins).

Maintenant, qui peut dire "fontaine je ne boirai point de ton eau" ou "les inégalités de Bell seront toujours violées".

Pour l'instant, c'est précisément cette violation que j'interprète comme une violation de localité. Il suffit pour cela d'interpréter l'état quantique d'un système physique spatialement étendu comme le modèle d'un véritable champ physique existant indépendamment de l'observateur et de l'acte d'observation.

Le problème qui se pose de façon systématique dans chaque expérience, c'est que la corrélation "instantanée" d'éléments appariés est toujours réalisée "après-coup", et uniquement à l'aide d'une information limitée à C, donc n'apportant rien au moulin, dans ce qui nous intéresse...

Tout à fait. Une fois que la mesure quantique est terminée et qu'on a enregistré du côté B l'état de polarisation verticale induit par une mesure de polarisation verticale réalisée du côté A par exemple, l'information que l'on cherche à récupérer (le fait qu'en A on a réalisé une mesure de polarisation verticale) a été détruite. Les résultats de mesures obtenus en B ne nous apprennent rien sur les types de mesure qui ont été réalisés en A.

C'est donc avant la fin de la mesure en B qu'il faut observer. Si on a un polariseur horizontal en B et que, juste avant la mesure en B, le spin en B (induit par la mesure de spin en A) est un spin vertical par exemple, il faut observer pendant que le polariseur B est mis dans un état superposé. On a donc besoin d'un polariseur horizontal mésoscopique (afin que l'appareil de mesure B reste suffisamment longtemps en état superposé pour espérer pouvoir observer en B quelque chose pendant ce laps de temps).

Plus précisément l'idée est la suivante (je me place dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité du LKB) :

Je considère un flux de paires (A,B) d'atomes de Rydberg à deux niveaux d'énergie |e> et |g> dans des états singulet d'intrication de type : |psi> = (|eg> - |ge>) /2^1/2 (cf. Réalisation d'états intriqués dans une collision atomique assistée par une cavité, Stefano Osnaghi, thèse de doctorat soutenue en Juin 01 http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002072/en/ )

Côté A, je réalise des mesures de "polarisation verticale" de mes atomes A (des mesures d'énergie d'ionisation donc)

Côté B, avant chaque arrivée d'un atome de Rydberg B, je prépare, dans la cavité microonde supraconductrice du LKB, un état cohérent |alpha> (contenant |alpha|^2 photons avec |alpha|^2 inférieur à 10 par exemple), jouant le rôle de polariseur horizontal mésoscopique.

En effet, en réalisant une interaction résonnante de l'atome B de durée T0|alpha| (T0 période de Rabi du vide de la cavité) avec le champ initialement cohérent |alpha> régnant dans la cavité, je crée un état chat de Schrödinger :

• |psi1> quand l’atome B entre la cavité micro-onde dans l’état le> où
  |psi1>=(i^n l i alpha>-(-i)^n l-i alpha>)/2^1/2 (chat impair si le nombre n de photons est pair) éq. (1.156)
• |psi2> quand l’atome B entre la cavité micro-onde dans l’état |g> où
  |psi2>=(i^n li alpha>+(-i)^n l-i alpha>)/2^1/2 (chat pair si n est pair) éq. (1.114) avec phi = -pi/2

(Cf. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006406/en/ §1.4.3 Oscillations de Rabi et complémentarité, superpositions mésoscopiques du champ, équations (1.156) et (1.114))

La polarisation verticale des atomes B induite par les mesures de polarisation verticale réalisées sur son atome jumeau A a donc maintenant laissé (plusieurs fois successives d'ailleurs) son empreinte (sous la forme d’un état chat de Schrödinger) dans l'état du champ régnant en B dans la cavité microonde. Reste à trouver un moyen de savoir que j'ai mis des chats dans la boîte (la difficulté étant que j'ai tantôt des chats pairs tantôt des chats impairs).

Maintenant, supposons que je puisse mieux protéger les états à superposition de nombre pairs de photons que les états à superposition de nombre impairs photons de la décohérence (il faut que je regarde si le mémoire de Landon Olivier n'en ouvrirait pas la possibilité, au moins sur un plan théorique). Alors, en mesurant la parité de l'état du champ régnant dans la cavité après passage de l'atome B (quand il a été mis dans un état de polarisation verticale par la mesure de polarisation verticale en A), je vais trouver plus souvent un état pair qu'un état impair. En effet, les deux composantes classiques des états chat impair ont une parité indéterminée. Donc un chat impair, après décohérence, à 50% d'être trouvé pair et 50% de chance d'être trouvé impair.

Dans l'hypothèse où il serait possible de mieux protéger les chats pairs que les chats impairs de la décohérence, les mesures de parité me permettraient alors de savoir:

• quand l'observateur A a procédé à des mesures de polarisation verticale (parité paire dominante grâce à une, supposée, meilleure préservation de la décohérence des chats pairs)
• quand il a procédé à des mesures de polarisation horizontale (des mesures d'énergie d'ionisation précédées d'une impulsion pi/2 résonnante). La parité du champ est en effet alors en moyenne nulle.

En effet, quand l'atome arrive dans un état de polarisation horizontale |psi> = |e>+/-|g> , son interaction résonnante de durée T0|alpha| avec le champ dans l'état initial cohérent |alpha> fait tourner la phase du champ d'un angle + ou - 90° dans le plan de phase, mais notre champ mésoscopique reste dans un état cohérent donc sa parité moyenne reste nulle.

J'ai déjà pas mal discuté de cette idée sur un autre fil : la physique quantique exige-t-elle la non localité ? Toutefois, je n'avais pas encore eu l'idée de chercher à mieux préserver les chats pairs que les chats impairs de la décohérence par exemple pour savoir si j'ai mis des chats dans la boite par des mesures de polarisation verticales sur les atomes A.

Vous avez parlé du LKB.
Que pensez-vous de ceci : Au delà d’une étude passive de la décohérence, DECLIC explorera des méthodes pour la manipuler et la contrôler, comme une rétroaction quantique conduisant le champ vers un état prédéterminé ou comme la réalisation d’environnements artificiels protégeant des états bien choisis de la décohérence. Source : http://www.cqed.org/spip.php?article277

Je n'ai pas encore saisi comment certaines "mesures" peuvent conduire, non pas à faire décohérer un système, mais au contraire, paradoxalement, à garder un système cohérent voire (à confirmer) à re-cohérer un système c.a.d. basculer du classique au quantique...ce qui semble contraire au second principe de la thermodynamique !

C'est très exactement cette possibilité là que je voudrais exploiter pour protéger mes chats pairs (si c'est possible).
En fait, vous savez bien qu'il n'y a pas de "vraie" irréversibilité. Qui dit irréversibilité dit fuite d'information, donc système ouvert et hypothèse d'impossibilité de récupérer l'information qui s'en échappe (pour aller se perdre dans un bain thermique). Le phénomène d'écho de spin par exemple est un très bon exemple de phénomène irréversible en apparence qui, finalement, s’avère ne pas être si irréversible que ça.

J'ignore totalement où en sont les travaux aujourd'hui, car le site ne semble pas être à jour.

Ce sont exactement ces types de travaux là que je regarde. Les thèses du LKB qui les exposent sont d'ailleurs très intéressantes (cf. par exemple : Comportement quantique des appareils de mesure : illustrations en optique quantique, thèse de doctorat, mai 2011, Taoufik Amri http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00596762/fr/ ).

J'ai du mal à me représenter cet hyperplan avec un nombre infini de référentiels.

Dès qu'on a l'hyperplan de simultanéité, on a le référentiel qui va avec (il n'y en a qu'un). Dans les autres référentiels, la simultanéité (relativiste) est définie par échange de signaux lumineux. Toutefois, cette simultanéité ne correspond pas à celle de la mesure quantique. Ce n’est pas la bonne simultanéité. Le seul référentiel où simultanéité quantique et simultanéité relativiste correspondent, c'est le référentiel quantique privilégié.

Comme vous le disiez très justement, tant qu'on n'a pas une expérience physique capable de départager les deux façons de voir, c'est difficile de conclure.

Dans un premier temps, il faut donc je cherche à savoir si on peut protéger les état chats pairs mieux que les états chats impairs (par exemple), au moins sur un plan purement théorique (je n'y crois pas trop. Ce serait un peu trop simple pour que personne n'y ait pensé avant, mais je vais quand même regarder. Ca ne doit pas être bien difficile. Il faut lire le mémoire de Landon qui me semble très clair et très bien écrit).

J'ai à l'esprit actuellement une expérience de pensée (avec des particules), mélangeant à la fois les concepts de la relativité restreinte (considérée comme juste) et les concepts de la mécanique quantique (considérée comme juste), qui si elle était réalisable en pratique permettrait de trancher sur la question. Je pourrais si cela vous intéresse vous en expliquer brièvement le protocole.

Oui, bien sûr. Franchement, je ne pensais pas qu'il s'avèrerait possible de discuter sérieusement avec vous... Comme quoi, on peut se tromper.

[invite87654345678]

Bonsoir,

C'est ce que j'ai cru comprendre mais, sur ce sujet là, je n'ai rien étudié. Toutefois, je doute (sans preuve, c'est juste "au feeling") qu'elles aient une possible réalité physique à des niveaux d'énergie, de distance et de durée auxquels nous ayons accès (et du coup ça m'intéresse moins).

Il est vrai que dès que l'on aborde le problème à partir de la Relativité Générale, on travaille avec des puissances de dix astronomiquement élevées ou astronomiquement faibles, et on effectivement très vite démunis en terme de moyens.
Le seul champ de gravitation à notre disposition est celui de la Terre, et son influence sur la vitesse moyenne de la lumière (entre deux points où elle est localement invariante), bien que réelle est excessivement faible.
Il reste le principe d'équivalence pour imaginer des scénarios en gravité artificielle, mais cette équivalence n'étant que locale, on ne peut pas réaliser d'expériences globalement équivalentes à celles que l'on pourrait réaliser si l'on maîtrisait la gravitation universelle...

C'est donc avant la fin de la mesure en B qu'il faut observer. Si on a un polariseur horizontal en B et que, juste avant la mesure en B, le spin en B (induit par la mesure de spin en A) est un spin vertical par exemple, il faut observer pendant que le polariseur B est mis dans un état superposé. On a donc besoin d'un polariseur horizontal mésoscopique (afin que l'appareil de mesure B reste suffisamment longtemps en état superposé pour espérer pouvoir observer en B quelque chose pendant ce laps de temps).

Oui, on peut faire des observations avant la mesure mais mon intuition (pessimiste) me laisse penser qu'il se passe quelque chose de comparable avec l'expérience de Marlan Scully :
Tant qu'on n'a pas fait la mesure (et la corrélation à l'aide d'un signal classique), l'information espérée risque d'être indécryptable.
Inversement, lorsque l'information devient décryptable, c'est qu'on a effectué les corrélations des 2 côtés et l'information décryptée ne nous sert plus à rien...

La configuration étant différente, si l'expérience est réalisable, pourquoi ne pas la tenter, mais je commence à être habitué au caractère vicieux de la mécanique quantique (c'est aussi pour cette raison que je suis persuadé qu'elle nous cache quelque chose, non pas des variables cachées, mais des "balises" de repérage).

Il semble qu'il faille "paradoxalement" avoir "traité" toutes les informations (mesures) de façon classique, pour que l'information quantique voit le jour...
C'est assez frustrant, mais d'une certaine façon, çà permet de franchir un nouveau palier.

Je vous exposerai mon idée dans laquelle je souhaite exploiter l'information quantique "après" (les guillemets sont importants et vous comprendrez pourquoi) la fuite de l'information d'un système composé de 2 référentiels en MRU.
Le but de cette expérience étant d'abord de "trancher" entre la conception du temps relativiste et la conception du temps du point de vue quantique.
En fonction des résultats, on peut ensuite essayer d'aller plus loin ou en tout cas commencer à entrevoir de nouvelles possibilités.

C'est très exactement cette possibilité là que je voudrais exploiter pour protéger mes chats pairs (si c'est possible).
En fait, vous savez bien qu'il n'y a pas de "vraie" irréversibilité. Qui dit irréversibilité dit fuite d'information, donc système ouvert et hypothèse d'impossibilité de récupérer l'information qui s'en échappe (pour aller se perdre dans un bain thermique). Le phénomène d'écho de spin par exemple est un très bon exemple de phénomène irréversible en apparence qui, finalement, s’avère ne pas être si irréversible que ça.

Effectivement, je ne crois pas du tout en la vraie irréversibilité.
Celle-ci est dominante selon moi, uniquement d'un point de vue probabiliste.
Elle est donc de fait, et non de principe.
C'est Poincaré lui-même qui est à l'origine du théorème de récurrence portant son nom.

J'ai pu lire vos échanges effectivement avec gillesh38 sur votre précédente discussion, le seul interlocuteur qui, me semble t-il soit à la fois à l'écoute et ouvert d'esprit tout en donnant des réponses concises et argumentées (contrairement à d'autres qui se contentent de réciter les livres qu'ils ont appris par coeur et pour qui la TQCR semble représenter l'aboutissement final de Physique...bref)

Dès qu'on a l'hyperplan de simultanéité, on a le référentiel qui va avec (il n'y en a qu'un). Dans les autres référentiels, la simultanéité (relativiste) est définie par échange de signaux lumineux. Toutefois, cette simultanéité ne correspond pas à celle de la mesure quantique. Ce n’est pas la bonne simultanéité. Le seul référentiel où simultanéité quantique et simultanéité relativiste correspondent, c'est le référentiel quantique privilégié.

Je me demande si cette simultanéité propre au quantique n'est pas contrainte à s'appliquer de manière "relativiste", d'une manière quelque peu différente pour chaque référentiel, notamment lorsque celui-ci est en mouvement.
C'est le but de l'expérience que je propose, et si celle-ci est réalisable le résultat donnera raison soit à la simultanéité quantique, soit à la simultanéité relativiste, mais je ne vois pas comment elle pourrait donner raison aux deux à la fois.

Dans un premier temps, il faut donc je cherche à savoir si on peut protéger les état chats pairs mieux que les états chats impairs (par exemple), au moins sur un plan purement théorique (je n'y crois pas trop. Ce serait un peu trop simple pour que personne n'y ait pensé avant, mais je vais quand même regarder.

Je ne suis pas sûr que le problème insurmontable soit celui-ci, même si pour le moment, tout ceci me paraît loin d'être évident, d'autant que je me suis contenté d'analyser votre exemple en surface pour le moment.

D'après ce que j'ai pu lire sur le synopsis du projet DECLIC, protéger un système de la décohérence ne semble pas être un obstacle insurmontable.
Le vrai problème, me semble-t-il, est le caractère indéchiffrable d'un "signal" quantique, celui que vous souhaitez exploiter, tant que l'ensemble du système, sans exception n'a pas basculé intégralement dans le classique, uniquement grâce à des phénomènes classiques, c.a.d. mesures corrélées ou dispersion aléatoire...

[chaverondier]

Dans un premier temps, il faut donc je cherche à savoir si on peut protéger les état chats pairs mieux que les états chats impairs (par exemple), au moins sur un plan purement théorique (je n'y crois pas trop. Ce serait un peu trop simple pour que personne n'y ait pensé avant, mais je vais quand même regarder. Ca ne doit pas être bien difficile. Il faut lire le mémoire de maîtrise de Landon Olivier qui me semble très clair et très bien écrit).

Je ne suis pas sûr que le problème insurmontable soit celui-ci.

Si, si. Si ce problème est surmontable, alors j'ai la solution. En effet, dans ce cas, le signal de parité du champ régnant dans la cavité suite :

• au passage des atomes B en état de polarisation verticale,
• à la décohérence des chats impairs créés par intrication du champ régnant dans la cavité avec les atomes B,
• mais pas à celle des chats pairs créés eux aussi par intrication du champ avec les atomes B,

me fournit l'information recherchée : du côté A l'expérimentateur a procédé à des mesures de polarisation verticale.

En effet, comme les chats impairs décohèrent, la parité mesurée de ces chats, après décohérence, est celle de leurs deux composantes classiques, soit 0. La parité des chats pairs, au contraire (sensés ne pas avoir décohéré lorsque je fais ma mesure de parité) vaut, bien sûr, 1.

J'ai donc un signal de parité moyen = 1/2 quand j'ai mis des chats dans la boîte en B grâce à des mesures de polarisation verticale en A (et interaction résonnante de l'atome B avec le champ pendant une durée T0|alpha|, où T0 désigne la période de Rabi du vide et |alpha|^2 désigne le nombre moyen de photons du champ cohérent préparé dans la cavité avant que l'atome de Rydberg B n'y entre).

Je laisse le champ dans un état de parité moyenne nulle au contraire quand je procède, en A, à des mesures de polarisation horizontale (le passage des atomes B, en état de polarisation horizontale, laissant alors le champ régnant en B dans un état classique).

Un signal de parité positif m'indique que j'ai mis des chats dans la boite. Il m'informe, par voie de conséquences, sur le type de mesures (des mesures de polarisation verticale) auxquelles a procédé l'observateur A.

D'après ce que j'ai pu lire sur le synopsis du projet DECLIC, protéger un système de la décohérence ne semble pas être un obstacle insurmontable.

La difficulté c'est de protéger les chats pairs mieux que les chats impairs. Il n'est pas du tout certain que ce soit possible.

Si réellement cela s'avèrait possible, cela voudrait dire que j'ai trouvé la solution. Ce serait une belle découverte, même sur un plan purement théorique. Il faut donc que je regarde s'il est possible, au plan du principe, de mieux protéger les chats pairs que les chats impairs de la décohérence.

Le vrai problème, me semble-t-il, est le caractère indéchiffrable d'un "signal" quantique

En dissymétrisant le phénomène de décohérence des chats pairs de celui des chats impairs, je rends le signal déchiffrable. Je tire parti du caractère non classique des états du champ que j'induis en B quand je réalise en A des mesures de polarisation verticale (alors que le champ en B reste dans un état classique quand je procède à des mesures de polarisation horizontale en A).

J'ai pu lire vos échanges effectivement avec gillesh38 sur votre précédente discussion, le seul interlocuteur qui, me semble t-il soit à la fois à l'écoute et ouvert d'esprit tout en donnant des réponses concises et argumentées (contrairement à d'autres qui se contentent de réciter les livres qu'ils ont appris par coeur et pour qui la TQCR semble représenter l'aboutissement final de Physique...bref)

Tout à fait. J'ai fait le même constat. Il y a aussi, en plus, une question de connaisssances scientifiques. Parmi ceux qui répondaient à ce fil, gillesh38 est celui qui possédait le niveau de connaissances scientifiques requis pour répondre sur les questions difficiles soulevées par la mesure quantique et analyser finement les articles scientifiques sur ce sujet.

[invite87654345678]

Bonjour,

Pardonnez ma lenteur, je prépare ma réponse (et surtout quelques précisions), sur ce problème qui me semble bien plus compliqué qu'il n'y paraît, et qui mérite plusieurs approfondissements pour être analysé.

J'étudie votre expérience et la mienne en même temps, et de nouvelles idées me viennent à l'esprit en analysant la vôtre.

Il faudra que je vous les expose à tête reposée.

Une chose est sûre, il y a un potentiel énorme d'idées à exploiter et il serait dommage de s'arrêter là.

[chaverondier]

Ce problème me semble bien plus compliqué qu'il n'y paraît

En ce qui me concerne, il ne m'a jamais paru simple.

Il mérite plusieurs approfondissements pour être analysé.

Le premier approfondissement serait de maîtriser les articles relatifs aux sous-espaces propres protégés de la décohérence et, plus généralement, les travaux de recherche et les développements actuels dans le domaine de l'information quantique.

Il y a un potentiel énorme d'idées à exploiter et il serait dommage de s'arrêter là.

Je crois au contraire que, concernant la possibilité spéculative de violer le no-communication theorem, ce potentiel est tout petit et que les chances d'aboutir à un résultat expérimentalement contraire au no-communication sont minces...Mais que ça vaut quand même la peine de continuer à creuser.

L'hypothèse de base du no-communication theorem (l'impossibilité d'établir une distinction observable entre deux mélanges statistiques ayant même opérateur densité) n'est pas suffisamment solide (c'est seulement une excellente approximation) pour que l'on puisse décider que c'est, à coup sûr, le fin mot de l'histoire.

Sans vouloir être désobligeant, je crains que seuls quelques intervenants sur futura-science ne possèdent les compétences en information quantique requises pour apporter des réponses pertinentes sur ce sujet, notamment à la question ci-dessous (j'en ai d'autres, mais pour l'instant je me concentre sur celle-là):

Dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité microonde du LKB, existe-t-il une possibilité, ou au contraire une impossibilité (par exemple une impossibilité de principe), de mieux protéger de la décohérence les chats pairs que les chats impairs ?

Qu'en est-il dans le cadre d'expériences similaires mais basées sur d'autres supports (ions piégés, jonctions Josephson...) ?

[invite87654345678]

Bonjour,

Dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité microonde du LKB, existe-t-il une possibilité, ou au contraire une impossibilité (par exemple une impossibilité de principe), de mieux protéger de la décohérence les chats pairs que les chats impairs ?

J'ai bien compris que votre problème cible est celui-ci.

Pouvez-vous m'expliquer comment vous définissez deux catégories de chats (pairs et impairs) ?

De mon point de vue, à chaque passage de l'atome dans la cavité, nous nous retrouvons avec un chat unique (de plus en plus complexe), donc la complexité évolue à chaque passage en additionnant une nouvelle superposition de déphasage (positif ou négatif) lié à l'état e ou g de l'atome intriqué avec le champ et son atome jumeau.

A partir de là, comment des compositions de phases de ce chat pourraient tomber dans l'état classique, plutôt que d'autres, revient à dire comment garder plus longtemps cohérents des atomes amenés à décohérer plus souvent dans l'état e que dans l'état g..(contribuer à mesurer plus souvent l'état e que l'état g..
C'est possible bien sûr, mais une action de ce type ne pourrait avoir lieu que localement, et donc il n'y aurait pas modification des corrélations (globalement) de l'autre côté... (me semble t-il)

Pouvez-vous être plus précis dans ce que vous cherchez à faire ?

[chaverondier]

Pouvez-vous m'expliquer comment vous définissez deux catégories de chats (pairs et impairs) ?

Dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité, un état cohérent |alpha> s'écrit D(alpha) |0> avec
D(alpha) = exp(alpha a+ - alpha* a) où a désigne l'opérateur d'annihilation de photons et a+ désigne son adjoint, l'opérateur de création de photons s'écrit, dans la base des états de Fock :

|alpha> = exp(-|alpha|^2/2) somme des |n> (alpha)^n/(n!)^1/2

A un état cohérent |alpha> correspond donc une distribution poissonnienne des états nombre de photons (de moyenne |alpha|^2).

• Un chat pair c'est un chat de la forme |psi> = |alpha> + |-alpha>
• Un chat impair c'est un chat de la forme |psi> = |alpha> - |-alpha>

• Les chats pairs sont donc des superpositions d'états à nombre pairs de photons
• les chats impairs sont des superpositions d'états à nombre impairs de photons

On peut mesurer la parité du champ régnant dans la cavité par interaction non résonnante d'un atome de Rydberg entrant dans l'état |e> par exemple pendant une durée appropriée avec un désaccord approprié atome/cavité puis mesure de l'énergie d'ionisation de l'atome en sortie de la cavité.

Pouvez-vous être plus précis dans ce que vous cherchez à faire ?

Je ne vois pas comment je pourrais être plus précis. Je précise tout de même que discuter de ce sujet nécessite d'avoir une bonne connaissance des expériences d'életrodynamique quantique en cavité. J'ai précisé l'idée proposée avec tous les détails possibles. Il suffit maintenant simplement de savoir si il est possible ou pas de mieux protéger les chats pairs que les chat impairs de la décohérence (je suis à peu près certain que non, l'idée serait trop simple). Je rappelle l'idée proposée dans le cadre des expériences d'électrodynamique quantique en cavité du LKB :

Je considère un flux de paires (A,B) d'atomes de Rydberg à deux niveaux d'énergie |e> et |g> dans des états singulet d'intrication de type : |psi> = (|eg> - |ge>) /2^1/2 (cf. Réalisation d'états intriqués dans une collision atomique assistée par une cavité, Stefano Osnaghi, thèse de doctorat soutenue en Juin 01 http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002072/en/ )

• Côté A, je réalise des mesures de "polarisation verticale" de mes atomes A (des mesures d'énergie d'ionisation donc)
• Côté B, avant chaque arrivée d'un atome de Rydberg B, je prépare, dans la cavité microonde supraconductrice du LKB, un état cohérent |alpha> (contenant |alpha|^2 photons avec |alpha|^2 inférieur à 10 par exemple), jouant le rôle de polariseur horizontal mésoscopique.

En effet, en réalisant une interaction résonnante de l'atome B de durée T0|alpha| (T0 période de Rabi du vide de la cavité) avec le champ initialement cohérent |alpha> régnant dans la cavité, je crée un état chat de Schrödinger :

• |psi1> quand l’atome B entre la cavité micro-onde dans l’état le> où
  |psi1>=(i^n l i alpha>-(-i)^n l-i alpha>)/2^1/2 (chat impair si le nombre moyen n de photons est pair) éq. (1.156)
• |psi2> quand l’atome B entre la cavité micro-onde dans l’état |g> où
  |psi2>=(i^n li alpha>+(-i)^n l-i alpha>)/2^1/2 (chat pair si n est pair) éq. (1.114) avec phi = -pi/2

Cf. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006406/en/ §1.4.3 Oscillations de Rabi et complémentarité, superpositions mésoscopiques du champ, équations (1.156) et (1.114).

La polarisation verticale des atomes B induite par les mesures de polarisation verticale réalisées sur son atome jumeau A a donc maintenant laissé (plusieurs fois successives d'ailleurs) son empreinte (sous la forme d’un état chat de Schrödinger) dans l'état du champ régnant en B dans la cavité microonde. Reste à trouver un moyen de savoir que j'ai mis des chats dans la boîte (la difficulté étant que j'ai tantôt des chats pairs tantôt des chats impairs).

Maintenant, supposons que je puisse mieux protéger les états à superposition de nombre pairs de photons que les états à superposition de nombre impairs photons de la décohérence (il faut que je regarde si le mémoire de Landon Olivier, par exemple, et, plus généralement les considérations de sous-espaces d'état proptégés de la décohérence, n'en ouvrirait pas la possibilité, au moins sur un plan théorique). Alors, en mesurant la parité de l'état du champ régnant dans la cavité après passage de l'atome B (quand il a été mis dans un état de polarisation verticale par la mesure de polarisation verticale en A), je vais trouver plus souvent un état pair qu'un état impair. En effet, les deux composantes classiques des états chat impair ont une parité indéterminée. Donc un chat impair, après décohérence, à 50% d'être trouvé pair et 50% de chance d'être trouvé impair.

Dans l'hypothèse où il serait possible de mieux protéger les chats pairs que les chats impairs de la décohérence, les mesures de parité me permettraient alors de savoir:

• quand l'observateur A a procédé à des mesures de polarisation verticale (parité paire dominante grâce à une, supposée, meilleure préservation de la décohérence des chats pairs)
• quand il a procédé à des mesures de polarisation horizontale (des mesures d'énergie d'ionisation précédées d'une impulsion pi/2 résonnante). La parité du champ est en effet alors en moyenne nulle.

En effet, quand l'atome arrive dans un état de polarisation horizontale |psi> = |e>+/-|g>, son interaction résonnante de durée T0|alpha| avec le champ dans l'état initial cohérent |alpha> fait tourner la phase du champ d'un angle + ou - 90° dans le plan de phase, mais notre champ mésoscopique reste dans un état cohérent, donc sa parité moyenne reste nulle.

[invite87654345678]

Entre la première idée que je voulais d'abord exposer et vos dernières interventions, j'en ai eu une seconde dont le concept se rapproche un peu du vôtre.

Vous avez dit que si votre concept ne fonctionnait pas (pour le moment, personne ne peut se prononcer radicalement dans un sens ou dans l'autre), vous creuseriez autre chose.

En attendant, j'aimerais vous soumettre mon idée, la seconde avant la première et j'aimerais savoir ce que vous en pensez.

Vous savez qu'il est possible de savoir "à quel moment" un chat isolé décohère totalement, lorsqu'il s'agit d'un champ micro-onde couplé à des atomes de Rydberg.

Un premier atome modifie la phase du champ cohérent.
Un second atome "sonde" ce champ pour savoir s'il est encore cohérent ou pas.

- Ces atomes n'affectent pas la cohérence du champ grâce à 2 impulseurs Ramsey jouant le rôle de gomme quantique lorsqu'on les mesure.
- Cette opération est répétée un grand nombre de fois.
- La distribution statistique de ces mesures permet de savoir si le champ est encore cohérent ou pas.

L'idée est la suivante :

Prenons deux de ces dispositifs A et B (ensemble "cavité + impulseur ramsey + dispositif de mesure") espacés l'un de l'autre.

Refaisons cette expérience, mais cette fois, à mi-distance de chaque dispositif envoyons dans chaque direction un membre d'une paire intriquée (après collision d'atome de Rydberg).
Donc au lieu de refaire l'expérience de mesure du temps de décohérence d'une cavité (uniquement due à une dispersion), faisons exactement la même expérience, mais en "duplex" avec deux cavités donc :

Alternance d'envoi atomes intriqués a et b "actifs" (pour déphaser de façon cohérente les 2 chats) et d'atomes a' et b' "sondes" pour savoir quand un chat A ou B décohère.
On répète l'opération un grand nombre de fois pendant le délai dont on dispose avant une décohérence dissipative de chacun des chats.

De chaque côté, on sait en temps "réel" quand un chat n'est plus cohérent grâce à l'analyse (ce chaque côté) de la distribution statistique des mesures.

Côté A je décide d'envoyer le bit 1 (émetteur), et je mets "la main" dans la cavité (je mesure le champ sans les gommes quantiques Ramsey).
Le chat perd toute sa cohérence.

Immédiatement, côté B, la distribution statistique (dans un délai très court) informe mon correspondant de l'émission du bit 1.

Si je décide côté A de ne rien faire (bit 0), la distribution statistique des mesures côté B ne change pas, avant la fin de vie des deux cavités que nous connaissons.

Je suis donc capable, (pendant un délai limité) de transmettre un bit 1 ou 0 entre A et B (les deux chats sont cohérents ou perdent leur cohérence instantanément selon mon choix

Cela me paraît trop simple, et je soumets cette idée à votre jugement, car vous, mieux que quiconque peut me donner un premier avis objectif.

Qu'en pensez-vous ?

[invite87654345678]

Pardon, mon message a croisé le vôtre.
Je vais me repencher sur votre problème.

Je crois que Pio2001 est aussi un connaisseur dans ce domaine.

Il faudrait pouvoir poser ces problèmes en équation, je crois savoir qu'il en a les compétences mais cela représente un travail très lourd.
J'avoue que même si je me penche sur ces problèmes depuis de nombreuses années, je n'ai pas les capacités pour poser ce problème en équation.

Avez-vous tenté une approche de côté là ?