Physique quantique

[toufik94]

bonsoir
si qlq peux m expliqué décohérence , incohérence , cohérence quantique merciii bcp
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[Deedee81]

Bonjour,

si qlq peux m expliqué décohérence , incohérence , cohérence quantique merciii bcp

Je n'ai jamais entendu d'incohérence quantique ??? (par contre les messages incohérents, ça c'est fréquent )
Et "cohérence quantique" n'est pas très utilisé, mais tu peux le voir comme l'inverse de la décohérence : c'est la situation où les effets quantiques tel que la superposition quantique existent.

Quant à la décohérence. C'est un sujet assez difficile, mais je vais essayer de résumer en quelques lignes. En espérant être clair.

Il existe deux type d'incertitude. Tu as l'incertitude statistique : une particule est dans la boite 1 ou la boite 2, elle est dans une seule boite mais c'est juste que tu ne sais pas laquelle. Et tu as l'incertitude quantique : la particule est dans la boite 1 ou la boite 2, mais il est faux de dire que cela est dû à notre ignorance, elle a réellement une position indéterminée. Cela a des effets mesurables tel que les interférences quantiques, l'intrication quantique,...

Lorsque tu as un système, il faut en toute rigueur décrire les deux types d'incertitudes : statistique et quantique.

Il s'avère que les systèmes ne sont jamais totalement isolés. Ils interagissent avec leur environnement. Or on montre (programme de décohérence quantique) que suite à ces interactions le système perd ses propriétés quantiques et les incertitudes deviennent purement statistique. Et évidemment, il est plus facile d'isoler un électron qu'une pomme. Tout objet macroscopique comme une pomme interagit constamment avec l'environnement : chocs avec les molécules d'air, ondes radios, etc... Une pomme n'a jamais un comportement quantique (pas plus qu'un chat, même si on l'appelle Schrödinger ).

Pour plus d'infos (ou mieux expliquée) :
https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A...ence_quantique
http://www.larecherche.fr/savoirs/ph...-09-2004-88395

[toufik94]

bonjour
merci pour votre réaction je trouve tes réponses toujours utiles
pour se qui concérne la superposition des états quantique,les états superposé disparaissent aprés l'observation du système.
aprés des instants de pensé j'ai une idée :
par analogie supposons une salle contient deux chaises et une personne, il peut qu'il s'assoit dans l 'un des deux chaises. une autre personne qui joue le role d'un observateur ,avant que l'observateur rentre dans la salle la probabilité de trouver la personne dans la chaise 1 et égal à la propabilité de trouver la personne dans la chaise 2 est égal à 50 % or ,quand l'observateur rentre dans la salle il trouve un seul état !!
donc est ce que peut dire que dans le monde macroscopique la superposition existe aprés ce resonement?

[fregoli]

Bonjour,



Il existe deux types d'incertitude. Tu as l'incertitude statistique : une particule est dans la boite 1 ou la boite 2, elle est dans une seule boite mais c'est juste que tu ne sais pas laquelle. Et tu as l'incertitude quantique : la particule est dans la boite 1 ou la boite 2, mais il est faux de dire que cela est dû à notre ignorance, elle a réellement une position indéterminée. Cela a des effets mesurables tel que les interférences quantiques, l'intrication quantique,...

Lorsque tu as un système, il faut en toute rigueur décrire les deux types d'incertitudes : statistique et quantique.

Il s'avère que les systèmes ne sont jamais totalement isolés. Ils interagissent avec leur environnement. Or on montre (programme de décohérence quantique) que suite à ces interactions le système perd ses propriétés quantiques et les incertitudes deviennent purement statistique. Et évidemment, il est plus facile d'isoler un électron qu'une pomme. Tout objet macroscopique comme une pomme interagit constamment avec l'environnement : chocs avec les molécules d'air, ondes radios, etc... Une pomme n'a jamais un comportement quantique (pas plus qu'un chat, même si on l'appelle Schrödinger ).

Relis à tête reposée ce que dit deedee

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

merci pour votre réaction je trouve tes réponses toujours utiles
pour se qui concérne la superposition des états quantique,les états superposé disparaissent aprés l'observation du système.
aprés des instants de pensé j'ai une idée :
par analogie supposons une salle contient deux chaises et une personne, il peut qu'il s'assoit dans l 'un des deux chaises. une autre personne qui joue le role d'un observateur ,avant que l'observateur rentre dans la salle la probabilité de trouver la personne dans la chaise 1 et égal à la propabilité de trouver la personne dans la chaise 2 est égal à 50 % or ,quand l'observateur rentre dans la salle il trouve un seul état !!
donc est ce que peut dire que dans le monde macroscopique la superposition existe aprés ce resonement?

Non. Il s'agit là d'une probabilité qui résulte d'une ignorance. La personne est assise sur une et une seule chaise. Simplement on ne sait pas laquelle.

Tandis qu'une superposition implique que la personne aurait réellement une position indéterminée, indépendamment de toute observation.
Ca peut paraitre absurde et cette expérience est juste une variante du "chat de Schrödinger" à la fois mort et vivant.
Mais pour des objets microscopiques ce genre d'état est assez banal. Prenons pour l'illustrer l'expérience de Young que tu dois connaitre, mais petit lien : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fentes_d%27Young
On envoie disons des électrons sur les deux fentes. On observe alors des interférences sur la cible. Cela ne peut s'expliquer que si l'électron a un comportement ondulatoire et passe par les deux fentes à la fois. En fait, ce type d'expérience peut se faire sans difficulté avec du son ou des vagues (avec de l'eau et un peu de sable on peut se faire son petit Young sans difficulté).
Notons qu'on ne peut pas invoquer une interaction entre plusieurs électrons qui passeraient chacun par une fente précise : l'expérience marche aussi en envoyant les électrons un à un. On n'observe alors qu'un seul point lumineux sur la cible et au fur et à mesure les points s'accumulent et on voit la figure d'interférence apparaitre.

Donc, quand l'électron passe par les fentes : il se trouve dans un état superposé "l'électron passe par la fente 1" ET "l'électron passe par la fente 2".

Et si on essaie d'observer par où passe l'électron ? Par exemple en éclairant les fentes pour voir un petit flash lumineux devant la fente. Ca marche. On voit alors l'électron passer par une seule fente. Oui, mais..... la figure d'interférence disparait !!!!!
Notons qu'on peut s'amuser à faire varier l'intensité lumineuse ou la longueur d'onde. C'est fort intéressant. C'est ce que fait Feynman dans son cours et que j'ai repris ici http://www.scribd.com/doc/50185815/Tome-I
Et on peut aussi utiliser des dispositifs permettant de savoir par où passe l'électron sans interagir avec lui (encore une bizarrerie quantique). Je décrit ça ici : http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII
Dans ce cas la figure d'interférence disparait aussi (ce qui, il faut l'avouer, peut être très troublant. Selon les interprétations adoptées pour la MQ, ça peut conduire à des conclusions très bizarres).

Revenons à ta personne dans la salle. On pourrait imaginer qu'elle utilise un dispositif quantique, pouvant donner un état superposé, lui indiquant sur quelle chaise elle s'assied (le chat de Schrödinger utilise un atome radioactif relié à une fiole de cyanure).
On pourrait alors imaginer que la personne se trouve dans un état quantique superposé "chaise 1" ET "chaise 2". Mais.... non ! Car cette personne est observée !!! Par qui ? Par toi ?
Non, tu n'as pas encore ouvert la porte. Il est observé par l'environnement : des molécules d'air viennent le heurter, et même des photons d'ondes radios (et même ceux du rayonnement fossile !), des poussières, etc... Et ces petits chocs enregistrent sa position qui devient alors unique et bien précise. On parle aussi de "monitoring par l'environnement".

Ce phénomène n'est jamais que la mesure quantique mais c'est aussi le programme de décohérence quantique. Je le décrit ici http://www.scribd.com/doc/50186881/C...ntique-Tome-VI
(attention, contrairement au tome I et VII, le tome VI est fort technique. Faut pas avoir peur des maths, désolé)
Tu as aussi wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A...ence_quantique

Donc, pas de superposition quantique macroscopique (le mieux qu'on a réussi à faire c'est avec une molécule de fullerène, ce qui est déjà gros. Au-delà, la décohérence quantique agit trop vite).

[Nicophil]

Bonjour,

donc est ce que peut dire que dans le monde macroscopique la superposition existe après ce raisonnement?

Ce serait plutôt une façon de dire que la superposition n'existe pas justement (pas plus dans la réalité microscopique que dans la réalité macroscopique) mais n'est que la projection fallacieuse ("mind projection fallacy") de l'ignorance de l'observateur...

[Deedee81]

Salut,

Ce serait plutôt une façon de dire que la superposition n'existe pas justement (pas plus dans la réalité microscopique que dans la réalité macroscopique) mais n'est que la projection fallacieuse ("mind projection fallacy") de l'ignorance de l'observateur...

Je ne suis pas sûr de comprendre le sens : est-ce que tu estimes que c'est ce qu'exprime toufik ? Je ne suis pas d'accord car il ne parle pas de réalité microscopique.
Mais si c'est toi qui dit cela, c'est faux aussi. La différence entre les superpositions quantiques et l'ignorance statistique a des conséquences physiquement mesurables (Young n'est qu'un exemple (*)). Et d'ailleurs en physique statistique, on utilise les matrices densité qui permet le mariage des deux. Si la superposition quantique n'était qu'une ignorance statistique on ne se casserait pas le gluteus maximus avec ça.

(*) un exemple plus connu est que si c'était de l'ignorance statistique cela permettrait une formulation par variable cachée. Or la violation des inégalités de Bell montre que pour des variables cachées locales, ce n'est pas possible. Et l'incompatibilité avec la RR montre que ce n'est (probablement) pas possible avec des variables cachées non locales. Il y a un beau théorème assez peu connu du à Malament qui montre cela.

J'ai quand même mis "probablement" car à ma connaissance il n'existe pas de démonstration définitive de l'impossibilité. Même si une telle théorie serait forcément alambiquée au possible (déjà il faut que ce soit des variables cachées contextuelles, voir le théorème de Kochen-Specker). Et le groupe Zeilinger a invalidé expérimentalement une très grande classe de théories à variables cachées non locales... mais pas toutes (la théorie de Bohm reste possible du moins dans le régime non relativiste).

[Nicophil]

### les commentaires (même "innocents") sur la modération doivent se faire par MP, d'autant que j'ai envoyé un MP pour essayer de comprendre ce qui se passait. Et tu n'as même pas daigner répondre

Notons qu'on ne peut pas invoquer une interaction entre plusieurs électrons qui passeraient chacun par une fente précise : l'expérience marche aussi en envoyant les électrons un à un. On n'observe alors qu'un seul point lumineux sur la cible et au fur et à mesure les points s'accumulent et on voit la figure d'interférence apparaître.

Oui mais ça ne marche pas bien : on a pas mal d'impacts dans des "zones interdites"...

[Deedee81]

Bonjour,

Oui mais ça ne marche pas bien : on a pas mal d'impacts dans des "zones interdites"...

Ah ? Curieux. Je n'ai jamais lu ça. Tu aurais une référence montrant ce résultat qui viole la mécanique quantique (au moins en apparence, je ne doute pas qu'il y a une explication) ?
(soit les images, soit les stats sur la répartition des impacts)

[Nicophil]

Mais si c'est toi qui dit cela, c'est faux aussi.
Si la superposition quantique n'était qu'ignorance [de l'observateur], on ne se casserait pas le gluteus maximus avec ça.

Oui mais comprenons-nous vraiment la MQ (la vraie j'entends : celle de Niels Bohr) ?

[gatsu]

Non. Il s'agit là d'une probabilité qui résulte d'une ignorance. La personne est assise sur une et une seule chaise. Simplement on ne sait pas laquelle.

Tandis qu'une superposition implique que la personne aurait réellement une position indéterminée, indépendamment de toute observation.

Salut,

J'ai personnellement toujours du mal avec ce type d'affirmations. Evidemment il n'y a pas de problème a le mentionner car c'est un point de vue courant mais cette distinction permanente entre "ignorance" d'un cote pour les probabilités classiques et "non-ignorance" ou "probabilité intrinsèque" me laisse toujours un arrière gout de raisonnement trop rapide. C'est d'autant plus le cas lorsqu'on pretend que c'est une implication.

D'ailleurs, une bonne clarification des termes selon moi (évidemment clarification qui repose sur l'opinion de l'auteur) est proposée dans cette page d'un ouvrage de philosophie de la physique. Au risque de me faire crucifier, il me semble toujours important de pointer du doigt lorsque certaines propositions ont indubitablement un caractère philosophique et il me semble que c'est le cas pour la majorité des propositions ayant a voir avec une discussion de "ce que dit la mécanique quantique" (en opposition avec ce qu'elle prédit) et en general avec les propositions qui ont a voir avec la réalité ou non d'un concept en physique (cf. un autre fil sur ce meme forum).

Pour revenir sur cette histoire d'ignorance, il me semble que l'interpretation bayesienne de la MQ, le Qbism interprète justement les probabilités quantiques comme les probabilités qu'un agent rationnel assignerait a different résultats d'experiences compte tenu de ce que l'on sait ou peut savoir sur le système. De la meme manière que dans la formulation basée sur la logique quantique (elle meme dérivée de l'axiomatisation de Von Neumann de la théorie des probabilités), toutes les propositions ne sont pas nécessairement envisageables car il existe a priori des propositions incompatibles, conduisant au formalisme quantique et a la règle de Born tels qu'on les connait.

[Deedee81]

Salut,

Oui mais comprenons-nous vraiment la MQ (la vraie j'entends : celle de Niels Bohr) ?

Question très piégeuse car cela dépend fortement de ce qu'on entend pas "comprendre".

J'aurais tendance à répondre "oui, physiquement et mathématiquement, à 100%" et "philosophiquement, du moins si on se limite à l'ontologie, à 90%". N'en déplaise à Feynman (qui est sans doute le scientifique que j'admire le plus, mais on a progressé depuis qu'il a écrit son cours). Et je suis d'accord avec Gatsu, que je ne crucifierai pas , il faut être plus précis dans l'explication que je ne l'ai été. Je continue à affirmer que l'incertitude quantique n'est pas l'incertitude statistique, sinon pourquoi serait-on obligé de les distinguer, mais mon explications était quand même sans doute trop courte et trop tranchée.

[Nicophil]

Et d'ailleurs en physique statistique, on utilise les matrices densité qui permet le mariage des deux.

A quelle interprétation de la matrice adhères-tu ?

[Deedee81]

Salut,

A quelle interprétation de la matrice adhères-tu ?

Ben une matrice est une matrice (pour moi la matrice est juste un outil de travail et la question d'interprétation concerne plutôt la fonction d'onde, la réduction de la fonction d'onde, la règle de Born, etc.)

Pas sûr d'avoir compris la question. Si je te semble à côté de la plaque, n'hésite pas à préciser.

[gatsu]

Salut,



Ben une matrice est une matrice (pour moi la matrice est juste un outil de travail et la question d'interprétation concerne plutôt la fonction d'onde, la réduction de la fonction d'onde, la règle de Born, etc.)

Pas sûr d'avoir compris la question. Si je te semble à côté de la plaque, n'hésite pas à préciser.

Pour ce qui est des matrices densité on pourra au moins mentionner la distinction faite par Bernard d'Espagnat entre matrice propre ou impropre qui est un caractère a attribuer en fonction de comment cette dernière est obtenue (soit par melange statistique "reel" associé a l'ignorance, soit par trace partielle d'un état pur).

Je continue à affirmer que l'incertitude quantique n'est pas l'incertitude statistique

ba le problème en fait c'est de ne pas preciser l'incertitude statistique sur quoi, sur quelles propositions ?
Comme explique dans le lien que j'avais mis dans mon message, le formalisme de probabilité classique entre en jeu en MQ lorsqu'on est ignorant de l'état quantique d'un système alors que les probabilités quantiques entrent en jeu lorsqu'on est ignorant des propriétés d'un système. Ces deux choses sont très différentes : dans un cas on fait des propositions sur l'état quantique qui est deja associé a un formalisme et une potentielle interpretation, alors que dans l'autre on fait des propositions sur les attributs du système physique directement.

Cela me fait penser a un fil de discussion sur StackExchange Physics ou un gars avait demande pourquoi le fait qu'on puisse faire des simulations de mécanique quantique avec un ordinateur classique ne violait pas les inégalités de Bell. Selon moi la réponse est simple : les objets de la MQ ont des attributs qui semblent suivre une logique bizarre que l'on peut formellement associer a la logique quantique que l'on ne peut pas simuler sans emulateur quantique (ou des manips Bohmiennes comme celles d'Yves Couder). Ensuite, la manière dont on s'en sort avec nos concepts classiques et nos ordinateurs classiques c'est precisement en développant des outils i.e. ceux de la MQ au sujet desquels on peut faire des propositions soumises a la logique classique et pour lesquels notre ignorance se traduira par des probabilités classiques qui suivent les axiomes de Kolmogorov.

[Nicophil]

ba le problème en fait c'est de ne pas preciser l'incertitude statistique sur quoi, sur quelles propositions ?
Comme explique dans le lien que j'avais mis dans mon message, le formalisme de probabilité classique entre en jeu en MQ lorsqu'on est ignorant de l'état quantique d'un système alors que les probabilités quantiques entrent en jeu lorsqu'on est ignorant des propriétés d'un système.
Ces deux choses sont très différentes : dans un cas on fait des propositions sur l'état quantique qui est deja associé a un formalisme et une potentielle interpretation, alors que dans l'autre on fait des propositions sur les attributs du système physique directement.

Pour compléter :
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89tat_quantique

L'une des conséquences de la nature aléatoire des mesures quantiques est que l'état ne peut être assimilé à un ensemble de propriétés physiques qui évoluent au cours du temps. En mécanique quantique, l'état et les grandeurs physiques sont deux concepts séparés et sont représentés par deux objets mathématiques différents. Dirac a montré qu'il était équivalent de faire porter l'évolution temporelle sur l'état quantique ou sur les grandeurs physiques, appelées observables en mécanique quantique.

[mike.p]

Cela me fait penser a un fil de discussion sur StackExchange Physics ou un gars avait demande pourquoi le fait qu'on puisse faire des simulations de mécanique quantique avec un ordinateur classique ne violait pas les inégalités de Bell. Selon moi la réponse est simple : les objets de la MQ ont des attributs qui semblent suivre une logique bizarre que l'on peut formellement associer a la logique quantique que l'on ne peut pas simuler sans emulateur quantique (ou des manips Bohmiennes comme celles d'Yves Couder).

Ce n'est pas rigoureusement exact. Des bidouilleurs ex numeris trouvent des formulations de réponse qui font mieux que l'expérience mais moins bien que la théorie et ce en partant "uniquement" d'une vague inspiration d'une vulgarisation ancienne de la MQ. Ils obtiennent des corrélations à 72% pour 2 mais aussi 3 , 100 ou 1000 participants. Là c'est franchement mieux que l'expérience, voyez déjà la chute à 3. Les émulations font mieux que la théorie si on admet une marge d'erreur théorique par paire : en MQ , son total croit avec le nombre de participants, alors qu'elle est constante dans les émulations. Quand on donne un sens encore plus fort au mot corrélation, on peut même considérer poser des ponts dans le temps. Ca interpelle. Il faut noter que ce 72% devient facilement 98% quand on renonce aux 180 mesures pour les remplacer par 6 ou 8 , comme dans la plupart des expériences, une affaire de paramètres. Un challenge initié par Alain Aspect dans l'une de ses conférences. Un truc pour @Mediat quoi ...

[Deedee81]

Salut,

ba le problème en fait c'est de ne pas preciser l'incertitude statistique sur quoi, sur quelles propositions ?

Je suis d'accord qu'il est intéressant de préciser et compléter, et je te remercie pour tes explications. Mais ceci dit il me semble que la distinction est assez évidente. Si tu vois ton voisin rentrer chez lui, puis que tu te demandes dans quelle pièce il est, a priori, tu l'ignores. Il est dans une des pièces mais tu ne sais pas laquelle. Par contre, dire que l'électron est dans un état de superposition quantique d'états de spins, ce n'est pas "ignorer la valeur exacte du spin", c'est différent et on n'a pas le choix : ca ne peut pas être traité sur le même pied. On peut évidemment discuter de l'origine de ce phénomène, et ce n'est pas les interprétations qui manquent. Mais la différence reste indéniable. Dire "ignorance et superposition quantique sont deux choses différentes" est amha assez clair sans devoir préciser.

P.S. j'aime bien la citation donnée après par Nicophil. On peut en effet caractériser entièrement un système par l'algèbre de ses observables. Je me suis énormément penché là-dessus dernièrement (sujet hard, très hard) et là je fais une pause (la vapeur commençait à sortir par mes oreilles ). Ca donne à réfléchir même si a priori j'ai un peu de mal à en tirer des conclusions.

[mike.p]

Bonjour ,

Il ne s'agit pas ( seulement ) de ce que voit/comprend/enregistre un observateur animal.

L'ignorance est le contraire de la "connaissance" , c'est à dire ici de la capacité d'acquérir des informations pour intéragir avec leurs sources. L'expérience E méconnait l'expérience F et inversement, veut dire que E et F sont déconnectés, cad que E et F ne peuvent s'influencer par le biais de la physique. La pata je n'en dis rien, je ne sais pas. Ainsi, l'ignorance devient l'incapacité à acquérir les données de l'autre pour intéragir avec. Une affaire de dispositifs ( devices ) , pas de savoir humain.

Maintenant quand le physicien tente une prédiction, que fait il ? il tente de produire un calcul qui mimera/devenira le dispositif. Pour mimer , il faut savoir le comportement et quelques paramètres de l'expérience. Si la physique ne sait pas, il lui faut mimer ce qu'elle "intuitera" par ignorance. Il lui faut décoder la machine à lotos du dispositif pour la mimer et la prédire autant que possible. C'est la MQ.

[Deedee81]

Salut,

Il ne s'agit pas ( seulement ) de ce que voit/comprend/enregistre un observateur animal.
L'ignorance est le contraire de la "connaissance" , c'est à dire ici de la capacité d'acquérir des informations pour intéragir avec leurs sources

Tiens, pour une fois on n'est pas d'accord. C'est rare

Pour moi l'ignorance n'est pas l'incapacité à acquérir de l'information. C'est le fait qu'on n'a pas encore acquis de l'information. Dans mon exemple avec le voisin, suffit d'aller regarder par la fenêtre (ouuuuh le vilain voyeur ) pour que l'ignorance (de type statistique) deviennent connaissance.

Tandis qu'en MQ c'est différent car si on acquiert de l'information sur le système quantique, on altère son état quantique. C'est inévitable.

Et si l'on n'acquiert pas l'information, dans le cas de l'ignorance statistique ou dans le cas de la superposition quantique, les conséquences expérimentales sont différentes (le plus banal étant les interférences).

PS :
A noter que je dis "altérer l'état quantique" et non pas "perturber le système". Car là aussi il y a une différence (subtile dans la mesure ou cette différence dépend de.... l'interprétation).
Voir le principe des mesures faibles ou le principe des mesures sans interaction. Par exemple si on utilise un dispositif pour mesurer sans interaction (avec un dispositif de type Elitzur-Vaidman, il en existe de réel bien meilleur que celui présenté sur Wikipedia, voir sur ArXiv) par où passe un électron dans une expérience de Young : les franges d'interactions devraient disparaitre. (*)

Note que j'utilise le conditionnel car c'est ce que dit la MQ mais à ma connaissance l'expérience n'a jamais été faites.

EDIT (*) Tiens, me demande ce qu'en aurait pensé Feynman. Dans son cours il parle de perturbation, mais ces développements sur les mesures faibles et sur les mesures sans interaction n'existaient pas à son époque.

[mike.p]

c'est surement à force de lire tes cours

Je crois que ce sont 2 situations consécutives, la superposition et la mesure. Mais ça appelle une réponse bien construite.
J'y reviendrai ce soir.

[papyscha]

Décohérer est passer de la logique quantique à la logique classique.
La logique quantique est l’indéterminisme des observables. Pour illustrer, si l’on connait parfaitement la couleur du ballon, l’on ne sait s’il est entré dans le but mais si l’on voit le but marqué, on ne peut connaître la couleur du ballon et peut-être est-il dans les deux buts.
Observer de telles incohérences (à la logique classique) est un constant challenge de la recherche en quantique.

De toutes nouvelles études viennent d’être publiées ce mois-ci :
http://science.sciencemag.org/content/352/6289/1087 : Quantum superpositions of distinct coherent states in a single-mode harmonic oscillator, known as “cat states,” have been an elegant demonstration of Schrödinger’s famous cat paradox. Here, we realize a two-mode cat state of electromagnetic fields in two microwave cavities bridged by a superconducting artificial atom, which can also be viewed as an entangled pair of single-cavity cat states. We present full quantum state tomography of this complex cat state over a Hilbert space exceeding 100 dimensions via quantum nondemolition measurements of the joint photon number parity. The ability to manipulate such multicavity quantum states paves the way for logical operations between redundantly encoded qubits for fault-tolerant quantum computation and communication. // Les superpositions quantiques d’États cohérents distincts dans un oscillateur harmonique monomode, appelés « États de chat, » ont été une démonstration élégante du paradoxe du célèbre chat de Schrödinger. Ici, nous réalisons un État bimode chat des champs électromagnétiques dans deux cavités micro-ondes comblées par un atome artificiel supraconducteur, qui peut également être considéré comme une paire entremêlé d’États de cavité unique de chat. Nous présentons complet état quantique tomographie de cet état de chat complexes sur un espace de Hilbert dépassant 100 dimensions par l’intermédiaire de mesures nondemolition quantiques de la parité nombre de photon mixte. La possibilité de manipuler ces des États quantiques ouvre la voie à des opérations logiques entre qubits codées de manière redondante pour calcul quantique à tolérance de panne, et de la communication.

http://science.sciencemag.org/content/352/6289/1071.2 : Quantum cats here and there.
The story of Schrödinger’s cat being hidden away in a box and being both dead and alive is often invoked to illustrate the how peculiar the quantum world can be. On a twist of the dead/ alive behavior, Wang et al. now show that the cat can be in two separate locations at the same time. Constructing their cat from coherent microwave photons, they show that the state of the “electromagnetic cat” can be shared by two separated cavities. Going beyond commonsense absurdities of the classical world, the ability to share quantum states in different locations could be a powerful resource for quantum information processing. // Les chats quantiques ici et là. L’histoire du chat de Schrödinger caché dans une boîte et mort et vivant est souvent invoquée pour illustrer la façon particulière du monde quantique. Sur une touche du comportement mort / vivant, Wang et coll. montrent maintenant que le chat peut être à deux endroits différents en même temps. Construisant leur chat de photons micro-ondes cohérentes, elles montrent que l’état du chat « électromagnétique » peut être partagée par deux cavités séparées. Au delà des absurdités bon sens du monde classique, la possibilité de partager des États quantiques dans différents endroits pourrait être une ressource puissante pour le traitement de l’information quantique.

[gatsu]

Mais ceci dit il me semble que la distinction est assez évidente.

Mais bien sur, cette fameuse evidence bien pratique pour éviter de preciser ce qui doit l'être.

Si tu vois ton voisin rentrer chez lui, puis que tu te demandes dans quelle pièce il est, a priori, tu l'ignores. Il est dans une des pièces mais tu ne sais pas laquelle.

Ok...

Par contre, dire que l'électron est dans un état de superposition quantique d'états de spins, ce n'est pas "ignorer la valeur exacte du spin"

Ah bon ? Pourtant si je fais une manip je ne vais pas trouver de façon sure un résultat unique; du coup je ne suis pas sur de ce que tu entends par "ignorer la valeur exacte du spin".

c'est différent et on n'a pas le choix

je n'ai jamais dit qu'il n'y avais pas de difference entre les probabilités associées a une superposition d'états et les probabilités associées a un melange statistique : il y a une difference, au moins formelle, indéniable. Ce que je conteste c'est d'attribuer seulement aux probabilités classiques une interpretation d'ignorance. Attacher un caractère d'ignorance a un bout de formalisme de MQ (et pas a un autre par exemple) est un choix qui va au dela des mathématiques de la MQ et sur laquelle tout le monde s'accorde pour dire qu'elle fonctionne. La seule chose que je dis c'est qu'il me semble honnête que tu précises que c'est ton point de vue sur ces deux formalismes différents. J'en ai donne un autre plus haut qui rend compte de cette meme difference formelle en proposant que l'ignorance porte sur des objets differents et a donc des consequences formelles différentes...point de vue que tu sembles avoir balaye d'un revers de main.

Dire "ignorance et superposition quantique sont deux choses différentes" est amha assez clair sans devoir préciser.

Il y a deja eu au moins un fil sur les probabilités dans la rubrique épistémologie mais la théorie des probabilites classique telle que définie par les axiomes de Kolmogorov n'a absolument aucune ambiguïté formelle ou logique mathématiquement parlant. Pour autant cette dernière ne se permet pas de dire ce qu'est une probabilité et reste impuissante lorsqu'il s'agit de savoir si une probabilité traduit une ignorance ou une vérité absolue. Dans le meilleur des cas la MQ bénéficie du meme statut mathématique que la théorie de Kolmogorov, a la seule difference que l'on sait qu'il existe plusieurs interpretations/formulations, je ne vois donc pas ce qu'il y a "d'evident" a la distinction que tu fais.

P.S. j'aime bien la citation donnée après par Nicophil. On peut en effet caractériser entièrement un système par l'algèbre de ses observables.

sans notion d'état ?
Note que la citation de Nicophil, si je l'ai bien comprise, allait plutôt dans le sens de mon intervention (il me contredira si nécessaire). Ce que dit la fin de la citation c'est que la seule chose qui peut être traitée de manière équivalente avec les observables, c'est la dependance en temps; cela n'implique que l'on peut se débarrasser entièrement de la notion d'état...du moins je ne crois pas. Mais je suis sur que tu sauras me diriger vers les liens adapter si on peut faire de la MQ sans état ou matrice densité .

[Deedee81]

Salut,

Pas trop le temps d'approfondir, malheureusement. Juste une précision qui va peut être éclaircir un peu la brume quantique

Mais bien sur, cette fameuse evidence bien pratique pour éviter de preciser ce qui doit l'être.

Ben quoi, le yakafokon est un instrument très utile, non ?
Ok...

Ah bon ? Pourtant si je fais une manip je ne vais pas trouver de façon sure un résultat unique; du coup je ne suis pas sur de ce que tu entends par "ignorer la valeur exacte du spin".

En ce sens qu'avant la mesure le spin n'a pas une "valeur exacte mais inconnue" (sauf si on est bohmiste quoi que pour le spin, je suis plus sûr, à vérifier).
Et donc l'état superposé n'est pas une ignorance de la valeur exacte puisque celle-ci n'existe pas (ou pas encore).

Désolé pour le reste de tes commentaires, pas le temps d'approfondir. Mais je suis d'accord et il semble que le malentendu vient du sens que l'un et l'autre on semble donner au mot "ignorer". Je me trompe ?

[gatsu]

En ce sens qu'avant la mesure le spin n'a pas une "valeur exacte mais inconnue"

.....cette phrase me semble très ambiguë et par ailleurs la phrase qui suit

Et donc l'état superposé n'est pas une ignorance de la valeur exacte puisque celle-ci n'existe pas (ou pas encore).

ne me semble pas découler logiquement de la premiere. Par exemple, si tu prepares un spin dans l'état tu auras deux valeurs possibles si tu mesures le spin selon l'axe z. L'etat de spin selon x est parfaitement connu mais c'est juste qu'en terme d'information connaitre parfaitement l'etat de spin selon x ne me donne a priori pas la valeur certaine du spin selon z (en revanche l'état selon z est lui certain et parfaitement connu). Cela vient fondamentalement du fait que leur relation de commutation fait que ces deux variables sont logiquement incompatibles de telle sorte que l'on ne peut pas émettre de proposition portant sur les valeurs de ces deux observables en meme temps. En aucun cela n'implique que le spin selon z n'existe pas avant la mesure: c'est une sur-interprétation de l'interpretation de Copenhague qui normalement se garde bien de porter un tel jugement sur l'existence d'un concept avant la mesure.

Désolé pour le reste de tes commentaires, pas le temps d'approfondir. Mais je suis d'accord et il semble que le malentendu vient du sens que l'un et l'autre on semble donner au mot "ignorer". Je me trompe ?

Il y a en effet de ca oui mais plus fondamentalement je pense juste que l'opinion que tu fournis n'est pas neutre contrairement a ce que tu pretends; elle adhere implicitement a une école de pensée sur ce que dit la MQ et je pense juste que par honnêteté intellectuelle, il faut distinguer ce qui est matière d'opinion (meme si bien argumentée par ailleurs) et matière d'evidence expérimentale qui est que la MQ rend compte des experiences de manière indéniable (ce n'est pas mon propos ici de remettre cet aspect en cause meme si cela peut être discuté par ailleurs).

[Deedee81]

ne me semble pas découler logiquement de la premiere. [...]

Je me suis clairement très mal fait comprendre. La communication est un art difficile est c'est là qu'on aimerait parfois s'exprimer uniquement en équations

Mais voir ci-dessous, je crois que j'ai trouvé la pierre d'achoppement.

Il y a en effet de ca oui mais plus fondamentalement je pense juste que l'opinion que tu fournis n'est pas neutre contrairement a ce que tu pretends; elle adhere implicitement a une école de pensée sur ce que dit la MQ et je pense juste que par honnêteté intellectuelle, il faut distinguer ce qui est matière d'opinion (meme si bien argumentée par ailleurs) et matière d'evidence expérimentale qui est que la MQ rend compte des experiences de manière indéniable (ce n'est pas mon propos ici de remettre cet aspect en cause meme si cela peut être discuté par ailleurs).

C'est bien possible et je suis bien d'accord. Bien que tout ce que je rejette ici c'est une forme d'interprétation à variables cachées.

Tu dis plus haut "En aucun cela n'implique que le spin selon z n'existe pas avant la mesure"
Alors que pour moi oui (et pourtant je suis totalement "anti-compenhaguiste", je suis plutôt partisan des états relatifs, la version "light" des mondes multiples).
Mais je ne base pas cela que sur une conviction personnelle. Il existe des observables qui permettent de déterminer si la particule a un état superposé de spin sans mesurer la valeur du spin. Rovelli attire l'attention là dessus dans son article sur l'interprétation relationnelle dans ArXiv. Il donne l'observable explicitement. Et si une mesure permet de montrer qu'avant "mesure de la direction du spin" la valeur exacte n'existe pas (et cela a des conséquences physiques, évidemment, sur ce point là on est d'accord), alors pour moi ce n'est pas de la surinterprétation !!!!
Enfin, il me semble, non ?

EDIT ci-dessus je parle du spin selon z, évidemment

[gatsu]

C'est bien possible et je suis bien d'accord. Bien que tout ce que je rejette ici c'est une forme d'interprétation à variables cachées.

j'entends bien mais une théorie a variables cachées attribue une logique classique aux propositions que l'on peut faire sur un système. "Existe" dans une logique classique sous entend que l'on peut faire des propositions "parfaites" sur l'état de spin d'une particule c'est a dire sur toutes les composantes de spin. "Ignorant" dans ce contexte veut dire que sur l'ensemble des propositions que l'on peut faire on va attribuer un certain degré de crédibilité a chacune d'entres elles; c'est ce qui conduit aux probabilités classiques.

"Existe" dans une logique quantique veut dire que l'on peut faire des propositions uniquement au sujet de variables compatibles. De ce point de vue, la projection de spin selon z "existe" dans le sens ou l'on peut formuler des propositions sur sa valeur. "L'ignorance" dans ce contexte veut dire que l'on va attribuer different niveau de crédibilité a chaque proposition. Le fait que les probabilités associées se calculent différemment des probabilités classiques montre bien la spécificité des propositions que l'on peut faire (caractérisée par une théorie des ensembles quantique ) mais en meme temps me semble complètement anecdotique dans cette histoire; après tout la somme des probabilités doit tout de meme sommer pour donner l'unite, "preuve" que l'ensemble des propositions envisagées (et instanciees par la mesure d'une observable) ont un sens qui couvre toutes les possibilités admissibles.

Tu dis plus haut "En aucun cela n'implique que le spin selon z n'existe pas avant la mesure"
Alors que pour moi oui (et pourtant je suis totalement "anti-compenhaguiste", je suis plutôt partisan des états relatifs, la version "light" des mondes multiples).
Mais je ne base pas cela que sur une conviction personnelle. Il existe des observables qui permettent de déterminer si la particule a un état superposé de spin sans mesurer la valeur du spin. Rovelli attire l'attention là dessus dans son article sur l'interprétation relationnelle dans ArXiv. Il donne l'observable explicitement. Et si une mesure permet de montrer qu'avant "mesure de la direction du spin" la valeur exacte n'existe pas (et cela a des conséquences physiques, évidemment, sur ce point là on est d'accord), alors pour moi ce n'est pas de la surinterprétation !!!!
Enfin, il me semble, non ?

je crois que je comprends ce que tu dis mais je ne comprends pas l'identification que tu fais entre état superposé et non existence. Le fait d'être dans un état superpose et meme de disposer d'une observable nous permettant de savoir si l'état est superpose ou non n'implique pas que la direction de spin n'existe pas. "N'existe pas" veut strictement dire pour moi qu'on ne peut meme pas en parler...puisqu'elle n'existe pas donc on peut encore moins formuler des propositions sur sa valeur. Je crois que je préfère a ce moment la, le terme "d'indéterminé" dans le sens ou il n'est pas correct de dire que l'on peut formuler des propositions suivant la logique classique lorsqu'on fait intervenir plus d'une seule direction. On note en effet que les problèmes non classiques de potentielle "interference" interviennent uniquement (pour un seul spin j'entends) lorsque l'on tente de formuler des propositions sur la projection selon une direction autre que z alors que l'état lui meme est formule selon z.

On obtient dans le cas general:



ou et si l'etat quantique est :

[Deedee81]

Salut,

Je suis entièrement d'accord avec ton analyse, en particulier technique. Je crois que :

mais je ne comprends pas l'identification que tu fais entre état superposé et non existence.

Le problème est juste là. On s'exprime de manière différente. Ou alors je m'exprime mal, ce qui me paraît encore plus probable.
Peut-être dit comme ça ? : "pour l'état superposé "up + down", il n'existe pas UNE seule valeur bien déterminée (ou traduit : |+>+|-> n'est pas égal à par exemple |+>)
Le "une" était implicite et j'ai probablement eut tort de le penser...... implicitement

[papyscha]

bonsoir
si qlq peux m expliqué décohérence , incohérence , cohérence quantique merciii bcp

La décohérence est une notion simple et de bon sens, observée et décrite par Serge Haroche et une équipe Collège de France – ENS dans les 1996.

Fresnel puis Maxwell, fin 19^ème, la lumière est une onde. Einstein, 1905, la lumière est une particule. Einstein, 1909, la lumière est une onde ET une particule. Naissait de cette dualité la Quantique qui, en dépit de son absence de logique, comment peut-on être vivant ET mort quand on est chat, décrit sans faute (de logique statistique) la réalité de la nature onde-particule indissociable de l’univers de la matière.
Dans notre environnement observable, cette dualité certaine de la matière n’apparaît plus.
Pourquoi ?
L’équipe Serge Haroche s’est livré à l’expérimentation d’ajouter patiemment dans un système observable quantique dual indéterminé, photon après photon, jusqu’à l’observation de la perte de l’indétermination.
Un photon, ça passe, 10 photons, bonjours les dégâts.

De là viennent les termes décohérence et temps de décohérence.

[gatsu]

"pour l'état superposé "up + down", il n'existe pas UNE seule valeur bien déterminée (ou traduit : |+>+|-> n'est pas égal à par exemple |+>)
Le "une" était implicite et j'ai probablement eut tort de le penser...... implicitement

Désolé deedee mais je crois que je ne suis toujours pas d'accord.

Le problème ne se situe pas dans la proposition que le spin a une unique valeur, il se situe manifestement dans ce que tu appelles "déterminé". Je peux très bien faire la proposition "le spin selon z a valeur +1 " meme en parlant d'un état superposé. C'est l'experience qui me dira si cette proposition est vraie ou fausse. Car c'est ca le truc, dans un état superpose selon z, le spin a soit une valeur soit une autre selon l'axe z (car les deux états correspondants sont orthogonaux); et les propositions a faire au sujet de la projection selon z satisfont une logique classique et sont indiscernables de propositions faites sur un pile ou face avec une piece de monnaie.

Ainsi, sauf erreur de ma part, si tu sondes un état superposé uniquement selon z, alors tu n'as aucun moyen de différencier un tel état d'un melange statistique .

Pour voir une difference il faut introduire la quantum touch, le "" qui te dit que tu ne peux pas faire des propositions sur les projections de spins dans deux directions orthogonales. Mathématiquement cela se traduit par des produits hermitiens entre vecteurs d'états non-orthogonaux qui conduisent a des interferences caractéristiques des probabilites quantiques.