Gommage quantique

[Kimli]

J'ai quelques question sur l'expérience du gommage quantique à choix retardé, qui m'empêche de bien la comprendre.

Imaginons un dispositif plus simple: Un Laser envoi un photon sur un convertisseur bas, le photon témoin va percuter une plaque, le photon signal est ralentie et puis va toucher un détecteur.

Du coup si j'ai bien compris le photon témoin "perçois" avant que cela ce soit passer la mesure dans le détecteur et se détermine sur la plaque, de tel façon que si le détecteur est allumé modèle corpusculaire, détecteur éteins phénomène d'interférence.
Mais que ce passe t'il, nous ralentissons assez le photon signal pour percevoir le résultat sur du photon témoin et que nous agissons sur le détecteur de façon opposé au résultat, il y a paradoxe?

Merci
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[Kimli]

Ma question est mal posé?
Je ne trouve nul par la réponse

[Kimli]

je viens de relire ce message quelque mois après .... pas de réponse?

[Deedee81]

Salut,

Je pense en effet que la question n'est pas claire. Ce que tu décris me semble en fait très proche du paradoxe EPR (pour lequel tu trouveras des milliers de référence sur le net, également en cherchant sur "inégalités de Bell" ou "intrication quantique").

Le photon initial est divisé en deux photons identiques. Disons qu'on les distingue par leur spin +1 ou -1. Alors l'intrication quantique implique que les deux photons sont +1 ou les deux sont -1. Mais si on prend un seul des photons, on ne peut pas dire à l'avance quelle est la valeur (c'est même interdit car cette indétermination a des conséquences mesurables).

Ainsi, si je mesure le premier photon dans l'état +1, alors je suis certain que l'autre sera dans l'état +1, avant même de le mesurer. Einstein, Podolsy et Rosen se sont servi de ça pour montrer que la mécanique quantique devait être incomplète. En fait il y avait une faille dans leur raisonnement, en particulier le fait que pour comparer les résultats des mesures ou pour savoir à l'avance ce que va donner la mesure, il faut forcément qu'un signal ait eut le temps de se propager et la localité n'est pas violée.

Ce qui est important, c'est que l'aspect purement aléatoire de la mesure quantique protège les résultats. Ainsi, sur le deuxième photon, impossible de dire "on va obtenir +1" sans avoir reçu le signal venant de la mesure du photon 1 puisque la mesure sur le photon 1 est purement aléatoire. Par conséquent on ne peut pas utiliser ce phénomène pour transmettre de l'information plus vite que la lumière ou vers le passé.

Je te laisse chercher plus d'explications sur le net, ce n'est pas ce qui manque. Tu trouveras des explications plus complète et plus claire que mes quelques phrases ci-dessus. Notamment concernant cette impossibilité d'utiliser l'intrication pour transmettre de l'information (sans l'aide d'un message classique), c'est le "théorème de non communication" (lui difficile à trouver, si quelqu'un à une bonne référence, c'est le bien venu, merci).

La MQ est une théorie difficile à interpréter en langage de tous les jours. Ca explique bien des difficultés

[A voir en vidéo sur Futura]

[chaverondier]

Tu trouveras des explications plus complètes et plus claires que mes quelques phrases ci-dessus. Notamment concernant cette impossibilité d'utiliser l'intrication pour transmettre de l'information (sans l'aide d'un message classique), c'est le "théorème de non communication" (lui difficile à trouver, si quelqu'un à une bonne référence, c'est le bienvenu, merci).

J'ai rappellé le "Eberhard's no communication theorem" dans le message 9 du fil "temps de décohérence des états de parité définie en cavité microonde" http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4101433.

Dès le moment où l'on considère que l'opérateur densité réduit d'un système rassemble toute l'information qu'il est possible d'obtenir statistiquement sur un ensemble de systèmes possédant un même opérateur densité réduit, cet opérateur est sensé caractériser complètement ce que l'on peut prédire du comportement statistique du (d'un ensemble de) système(s) face à tel ou tel processus quantique appliqué au(x) système(s).

Sur la base de cette hypothèse, le no communication theorem devient presqu'une affaire de mathématiques pures. Il découle assez directement de la traduction mathématique de la règle de Born régissant les statistiques des résultats de mesure quantique dans le cadre des algèbres d'opérateurs et du fait que deux observables A et B sur des parties disjointes S1 et S2 d'un système S (donc, mathématiquement, telles que l'on puisse modéliser l'espace d'états H du système S comme un produit tensoriel H1xH2 des espaces d'état H1 et H2 de chacune des deux parties S1 et S2) commutent.

Le seul point que je n'arrive pas encore à comprendre, c'est comment être sûr de la validité d'une conclusion (le no communication theorem) reposant sur une hypothèse de complétude de l'information statistique (sur les évolutions possibles du système) contenue dans l'opérateur densité réduit ? En effet, quand l'état de l'ensemble système+environnement est un état intriqué (ce qui est presque systématiquement le cas) l'état de l'ensemble système+environnement n'est pas un état produit. L'opérateur densité réduit du système ne contient alors qu'une partie de l'information caractérisant statistiquement le comportement du système. L'information manquante est de l'information d'intrication système-environnement censurée par l'action de trace partielle (sur l'environnement) dont émerge l'opérateur densité réduit du système.

En fait, l'évolution de l'état d'un système n'est pas définie de façon déterministe par la donnée de son opérateur densité réduit si le système n'est pas isolé. Une manifestation de la différence de comportement entre deux systèmes possédant le même opérateur densité réduit est d'ailleurs (comme le rappelais Gillesh38 dans un fil où nous discutions des articles très intéressants de R.BALIAN sur la modélisation du processus de mesure quantique) celle de l'écho de spin. Au cours de cette observation, les corrélations EPR cachées du système avec son environnement viennent se rappeler au bon souvenir de l'observateur alors qu'elles n'apparaissent pas dans l'opérateur densité réduit (car il ne les modélise pas).

Peut-être qu'il n'y a rien d'intéressant à tirer de cette remarque quant à la validité du "no communication theorem", mais je n'ai pas encore parfaitement réussi à m'en convaincre en potassant les divers articles et thèses qui traitent de ce sujet difficile. Il faut démontrer et analyser le processus physique de censure de l'information (information censurée mathématiquement par l'opération de trace partielle) et montrer qu'elle représente un processus physique bien identifié (et que l'on soit capable de modéliser sans loophole) intervenant de façon incontournable lors de toute tentative de transgresser le "no communication theorem".

[Deedee81]

Merci pour la ref.

Si Kimli veut approfondir (après avoir un potassé le formalisme), il a de la matière

[Pio2001]

Bonjour Kimli,

Du coup si j'ai bien compris le photon témoin "perçois" avant que cela ce soit passer la mesure dans le détecteur et se détermine sur la plaque, de tel façon que si le détecteur est allumé modèle corpusculaire, détecteur éteins phénomène d'interférence.

C'est en effet une intérprétation que l'on voit reprise assez souvent. La mesure future détermine à rebours la mesure passée. Elle est tout-à-fait équivalente à l'interprétation inverse : c'est l'emplacement de l'impact sur la plaque qui va déterminer si le photon signal va se comporter d'une façon ou d'une autre dans le détecteur. Autrement dit, c'est la mesure passée qui détermine la mesure future.

L'interprétation "retardée" n'est pas plus pertinente que l'interprétation "avancée", et si elle revient sans cesse, c'est parce que la totalité des articles de vulgarisation, à l'exception notoire de celui du Wikipedia français, s'obstine à modéliser l'expérience en oubliant délibérément "pour simplifier", des éléments indispensables du montage expérimental, ne laissant possible, au lecteur, que l'interprétation retardée.

Mais que ce passe t'il, nous ralentissons assez le photon signal pour percevoir le résultat sur du photon témoin et que nous agissons sur le détecteur de façon opposé au résultat, il y a paradoxe?

Non, car le photon témoin ne donne aucune information. Jamais d'interférence. Il faut lire les informations données par les deux autres détecteurs pour retrouver l'existence d'une correspondance avec les impacts du photon témoin. La moitié des impacts sont corrélés avec les résultats enregistrés dans l'un des deux détecteurs, et l'autre moitié avec les résultats enregistrés par l'autre détecteur.
La somme des impacts est une distribution uniforme dans laquelle aucune interférence n'apparaît, quels que soient les détecteurs placés ou non plus loin sur le trajet de l'autre photon.