Téléportation : Bond quantique géant ?

[invite779f1e36]

Bonjour très chers amis @ Futura-Sciences.

J'aimerais avoir un détail sur la téléportation :

La téléportation est-elle un bond quantique géant ?

Merci.
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[Deedee81]

Bonjour,

J'aimerais avoir un détail sur la téléportation :
La téléportation est-elle un bond quantique géant ?

Non. La téléportation est juste un transfert d'information. Si ce n'est que, ici, l'information envoyée est l'état quantique d'un système (une particule, un atome).
Ni plus, ni moins.

[invite4a3293c1]

Salut,

''Bond quantique géant'' ne veux rien dire. Si par bond quantique tu entends saut quantique alors Deedee81 a déjà répondu. Si par bon quantique géant tu entends ce déplacer dans l'espace par "bond" Deedee81 a aussi répondu, même si c'est une tout autre question. Tu devrais faire attention aux termes employées, c'est primordial d'utiliser les bons termes qu'on se comprenne tous

[Deedee81]

Salut Fluxvital, bienvenue sur Futura.

c'est primordial d'utiliser les bons termes qu'on se comprenne tous

En effet. Et ici, tu as raison, le terme problématique est bond. J'ai hésité entre une notion de distance ou un changement d'état comme lorsqu'un électron fait un "bond" d'une orbitale à une autre en émettant un photon (et le bond, là, n'est jamais géant car pour des électrons sur des orbitales très éloignées, un état de Rydberg, la probabilité est presque 100% qu'il fasse un "petit bond" jusqu'à une orbitale tout aussi éloignée, avec émission de photons au fur et à mesure de sa "chute", l'émission étant très proche de ce que prédit la physique classique pour une charge en rotation). Hum.... me suis laissé un peu emporter, enfin, bref, faut préciser le mot "bond"

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite779f1e36]

''Bond quantique géant'' ne veux rien dire. Si par bond quantique tu entends saut quantique...

En effet... le terme problématique est bond.

Hello,

N'étant pas du domaine je ne savais même pas qu'il y avait une différence pratique entre les deux termes.
Là encore vous m'avez tous deux été très utiles, et je vous remercie.

Thx.

[invite4a3293c1]

Salut Fluxvital, bienvenue sur Futura.

Merci Deedee81.
En effet, je pense que diasoluyalu parlait d'une notion de distance, ne connaissant pas trop le domaine. Mais j'ai moi aussi associé "bond" à "saut" quantique (sûrement à cause de la langue française, synonymes) et donc changement d’état. Mais évidement le saut n'est jamais ''géant'', même quand on fait du pompage ( La probabilité n'est pas nulle, mais comme tu dis, je vois mal le système passer d'un état n=50 et + directement à n=1 ). D’où ma confusion : "diasoluyalu parle forcement d'une notion de distance" .

On pourrait ce laisser emporter, mais alors il faudrait ouvrir un topic pour chaque mot qu'on utilise tellement il y a de choses derrière chaque terme

Edit : La teleportation est un sujet reccurant chez les passiones de science et chez les non inities d'ailleurs. Le problème c'est que l'image quand ils disent "teleportation" n'est pas vraiment ce qui se fait en physique quantique. Meme si le phénomène d'intrication est très excitant ET intriguant dans le monde scientifique en ce moment, on va pas se le cacher

[invite658554b5]

Bonjour,

Non. La téléportation est juste un transfert d'information. Si ce n'est que, ici, l'information envoyée est l'état quantique d'un système (une particule, un atome).
Ni plus, ni moins.

Désolé de vous contredire, mais la téléportation est le transfert de l'état quantique. Il n'y pas de transfert d'information : l'intrication ne le permet pas.

[invite4a3293c1]

Asteroth,

L'état quantique d'une particule est utilisé comme information : Par exemple dans les ordinateurs quantiques, c'est ce qu'on appelle les qbits

[invite658554b5]

Lors de la téléportation quantique, l'état quantique transféré est inconnu. Je maintiens ce que je dis.

[invite779f1e36]

Lors de la téléportation quantique, l'état quantique transféré est inconnu. Je maintiens ce que je dis.

Bjr, dans ce cas comment sait-on qu'un état quantique a été transféré ? Merci.

[Deedee81]

Salut,

Bjr, dans ce cas comment sait-on qu'un état quantique a été transféré ? Merci.

La question du siècle

Il serait plus juste de dire que l'état quantique transféré n'est pas mesuré avant la téléportation, car cette mesure détruit l'état quantique du système.
Par contre, pour faire les expériences de téléportation, on prépare le système dans un état quantique bien précis, donc connu, mais on effectue les mesures après la téléportation, pour vérifier.

Par exemple. On peut préparer un électron dans un état de spin |+> + |-> (état superposé de deux directions du spin).
On ne va surtout pas le mesurer car si on mesure le spin, on va seulement trouver une des deux possibilités, par exemple "+", auquel cas l'état devient |+>. L'état a changé.
On le téléporte donc tel quel. On peut alors ensuite mesurer deux choses :
- l'état du système initial (pour constater que son état a été complètement altéré par la téléportation, c'est une conséquence du théorème de non clonage. On ne peut pas dupliquer l'état d'un système quantique).
- l'état du système final. Ici, on obtiendra "+" ou "-" avec une probabilité respective de 50%. Ce qu'on peut vérifier sur un grand nombre d'essais.

Une fois que la technique est au point, on peut alors téléporter un état quantique quelconque, sans le préparer spécialement, sans connaitre cet état.
Ca peut être pour divers usages (en cryptographie quantique, en calcul quantique).

[invite779f1e36]

...on prépare le système dans un état quantique bien précis, donc connu, mais on effectue les mesures après la téléportation...

Bjr.

Et la destination de la téléportation (l'endroit où l'état quantique transféré "attérit"), la détermine-t-on à volonté ou est-elle aléatoire et qu'il faut la chercher comme une épingle dans une botte de foin ?

Et aussi, après combien de temps arrive-t-elle (l'information) à destination ?

Merci.

[invite658554b5]

Bjr, dans ce cas comment sait-on qu'un état quantique a été transféré ? Merci.

Dans une expérience de téléportation, on met en jeu deux systèmes : le système 1 dont on veut téléporter l'état (et c'est différent que de dire qu'un système a été téléporté), et un système 2 qui va servir à téléporter, lui-même déjà constitué d'objets intriqués. Pour parvenir à téléporter l'état du système 1, on va réaliser des manipulations techniques de manière à intriquer les deux systèmes de la bonne manière. Il n'y a jamais besoin de connaître l'état du système 1 pour cela. Puis, on va réaliser un certain type de mesure sur l'ensemble du système 1 et de la partie de 2 qui est venue s'intriquer avec lui, et en fonction de ce résultat, l'état du système 1 va être téléporté. Il a 25% de chances d'être téléporté tel quel, et on le sait grâce au résultat de la mesure effectuée.

Pour les questions suivantes :
- Évidemment, on contrôle l'endroit où se produit la téléportation : la partie du système 2 qui n'est pas directement allée s'intriquer avec le système 1. Si c'était aléatoire, les chances que ça se produise dans le laboratoire seraient nulles !
- La téléportation se réalise instantanément, mais la personne qui se trouve sur site ne peut pas savoir qu'elle s'est effectuée comme attendu. Pour cela, il faut que la personne ayant réalisée la mesure transmette le résultat à la première, information qui se propage au maximum à c.

[Deedee81]

Salut,

Et la destination de la téléportation (l'endroit où l'état quantique transféré "attérit"), la détermine-t-on à volonté ou est-elle aléatoire et qu'il faut la chercher comme une épingle dans une botte de foin ?

Et aussi, après combien de temps arrive-t-elle (l'information) à destination ?

On choisit la destination, à volonté.

Et le temps d'arrivée, c'est le temps pour envoyer l'information.... par exemple par téléphone !!!! (il faut un canal classique pour le transfert)

[invite779f1e36]

Il serait plus juste de dire que l'état quantique transféré n'est pas mesuré avant la téléportation, car cette mesure détruit l'état quantique du système.
Par contre, pour faire les expériences de téléportation, on prépare le système dans un état quantique bien précis, donc connu, mais on effectue les mesures après la téléportation, pour vérifier.

OK, mais alors si la mesure détruit l'état quantique sur la particule émétrice (d'où part la téléportation). Comment cette même mesure ne détruit-elle pas le même état quantique téléporté sur la particule réceptrice (de destination), les deux particules étant similaires et soumises aux mêmes règles, et l'état téléporté ayant [en principe] les mêmes propriétés ?

Au fait, cet état quantique téléporté se détruit combien de temps après exposition aux dispositifs de mesure ?

Merci.

[invite658554b5]

Et le temps d'arrivée, c'est le temps pour envoyer l'information.... par exemple par téléphone !!!! (il faut un canal classique pour le transfert)

Nous ne sommes pas d'accord. La téléportation est réalisée dès l'instant de la mesure sur le système hybride 1-2. Mais l'état exact téléporté ne peut être connu que par les personnes ayant reçu l'information du résultat de la mesure. Ce sont deux choses différentes !

@Diasoluyalu :
- C'est tout le jeu des intrications réalisées au départ : réduire une partie de la fonction d'onde de sorte à ce que l'état du système lointain soit l'état quantique dans lequel était le système à téléporter. La mesure détruit l'état du système à téléporter pour qu'un autre système se place précisément dans cet état.
- L'état téléporté survivra tant qu'il ne subira pas de décohérence, ce qui dépend du niveau d'isolement du système vis-à-vis de son environnement, justement pour ne pas subir de mesure.

[Deedee81]

Salut,

Nous ne sommes pas d'accord. La téléportation est réalisée dès l'instant de la mesure sur le système hybride 1-2. Mais l'état exact téléporté ne peut être connu que par les personnes ayant reçu l'information du résultat de la mesure. Ce sont deux choses différentes !

Bien sûr, il y a deux étapes. Il n'empêche que la téléportation n'est pas réalisée avant le transfert de l'information classique. Regarde les protocoles : après la réception de l'information classique (le résultat de la mesure) on s'en sert pour effectuer une opération quantique (type cNot, ou type Hadamard, par exemple) pour modifier l'état final et arriver ainsi à reconstituer l'état téléporté. Et d'ailleurs, à ce stade, l'état téléporté n'est toujours pas connu !!!! L'information classique transmise ne sert pas à connaitre l'état ! Tout ce qu'on sait c'est que, à ce stade, l'état final est identique à l'état initial. Ce qu'on pourra mesurer ensuite par d'éventuelles mesures sur l'état final.

[invite779f1e36]

Salut,



Bien sûr, il y a deux étapes. Il n'empêche que la téléportation n'est pas réalisée avant le transfert de l'information classique. Regarde les protocoles : après la réception de l'information classique (le résultat de la mesure) on s'en sert pour effectuer une opération quantique (type cNot, ou type Hadamard, par exemple) pour modifier l'état final et arriver ainsi à reconstituer l'état téléporté. Et d'ailleurs, à ce stade, l'état téléporté n'est toujours pas connu !!!! L'information classique transmise ne sert pas à connaitre l'état ! Tout ce qu'on sait c'est que, à ce stade, l'état final est identique à l'état initial. Ce qu'on pourra mesurer ensuite par d'éventuelles mesures sur l'état final.

OK,
Donc, si je comprends, on envoie d'abord une information classique qui arrive après l'état quantique téléporté après lui, et on attend que l'information classique arrive pour "mesurer" l'état téléporté.

Qu'est-ce qui garantit que ce n'est pas l'information classique qui a véhiculé l'état quantique censé téléporté.

Merci.

[Deedee81]

Donc, si je comprends, on envoie d'abord une information classique qui arrive après l'état quantique téléporté après lui, et on attend que l'information classique arrive pour "mesurer" l'état téléporté.

Pas sûr de comprendre. Je détaille :

- On crée deux particules intriquées. On en donne une à A, et une à B.
(il existe aussi des protocoles n'utilisant pas l'intrication)
- A effectue une série d'opérations quantiques sur sa particule et l'objet O à téléporter. Le résultat est noté. Cela détruit l'état de O
- B effectue aussi des opérations quantiques sur sa particule et l'objet O' qui va recevoir l'état de O.
- A envoie les résultats qu'il avait noté à B.
- B utilise ces résultats pour effectuer des opérations quantiques sur O'. Après cela, l'état de O' est le même que l'état de O avant les mesures réalisées plus haut.

Plus de détail sur n'importe quel site. Wikipedia par exemple.

Qu'est-ce qui garantit que ce n'est pas l'information classique qui a véhiculé l'état quantique censé téléporté.

Parce que la quantité d'information classique envoyée est insuffisante.

L'information complète est obtenue en combinant de manière intelligente :
- l'information commune échangée au début = les particules intriquées
- l'information communiquée par un canal classique

Tout cela n'est pas instantané, ni magique, etc.... Quoi de plus banal, n'est-ce pas, que d'échanger de l'information ?
Ce qui est particulier ici c'est que :
- l'on transfère un état quantique
- on n'est pas obliger de mesurer l'état pour savoir de quel état il s'agit

Comme le clonage d'état quantique est interdit (théorème de non clonage) et qu'il est impossible de mesurer complètement un état quantique, ce genre de protocole est très utile dans toute procédure complexe devant manipuler et échanger des données quantiques. C'est typiquement le cas dans le calcul quantique et la cryptographie quantique.

[invite658554b5]

Salut,

Bien sûr, il y a deux étapes. Il n'empêche que la téléportation n'est pas réalisée avant le transfert de l'information classique. Regarde les protocoles : après la réception de l'information classique (le résultat de la mesure) on s'en sert pour effectuer une opération quantique (type cNot, ou type Hadamard, par exemple) pour modifier l'état final et arriver ainsi à reconstituer l'état téléporté. Et d'ailleurs, à ce stade, l'état téléporté n'est toujours pas connu !!!! L'information classique transmise ne sert pas à connaitre l'état ! Tout ce qu'on sait c'est que, à ce stade, l'état final est identique à l'état initial. Ce qu'on pourra mesurer ensuite par d'éventuelles mesures sur l'état final.

Une fois sur quatre, il n'est pas nécessaire de procéder à une quelconque manipulation de l'état quantique transféré, c'est l'état désiré. Il est bien téléporté instantanément. Les autres états sont des combinaisons linéaires différentes des états propres, mais ces états eux aussi sont transférés instantanément. Cependant, dans tous les cas, B ne sait pas quel est cet état, et nécessite un apport classique d'information pour effectuer ses manipulations complémentaires. Dans un cas sur quatre, il se rendra compte qu'il n'a rien à faire, mais ça ne veut pas dire que c'est à cet instant que la téléportation a eu lieu, simplement qu'il ne pouvait pas le prédire.

[Deedee81]

Salut,

Une fois sur quatre, il n'est pas nécessaire de procéder à une quelconque manipulation de l'état quantique transféré, c'est l'état désiré. Il est bien téléporté instantanément. Les autres états sont des combinaisons linéaires différentes des états propres, mais ces états eux aussi sont transférés instantanément. Cependant, dans tous les cas, B ne sait pas quel est cet état, et nécessite un apport classique d'information pour effectuer ses manipulations complémentaires. Dans un cas sur quatre, il se rendra compte qu'il n'a rien à faire, mais ça ne veut pas dire que c'est à cet instant que la téléportation a eu lieu, simplement qu'il ne pouvait pas le prédire.

Bon, je ne peux que te renvoyer au théorème de non communication en mécanique quantique (on ne peut transférer d'information à distance sans au moins un transfert physique tel qu'un signal classique, donc a fortiori pas de transfert instantané). Mais je crois qu'on n'arrivera pas à se mettre d'accord dans la mesure où "l'influence instantanée" à distance dans l'intrication dépend de l'interprétation qu'on en fait. Et les interprétations ne sont pas réfutables.

[Deedee81]

Petite précision :
Il est entendu que le nombre de résultats des opérations quantiques est fini, donc ce n'est parce que, par hasard (un cas sur quatre) on a déjà le bon résultat qu'il y a eut transfert instantané d'information.
Tout comme si A et B jettent chacun un dé, puis A transfert son résultat et B change la position de son dé pour avoir le même résultat. Ce n'est pas parce que une fois sur six il a déjà le bon résultat qu'il y a eut transfert d'information instantané !!!!
Mais en MQ la difficulté liée à l'interprétation reste.

[Deedee81]

Pour info : https://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem

A noter que le théorème de non clonage est une conséquence de celui-là (voir le théorème de non clonage dans wikipedia, dans l'article anglais. Celui en français est beaucoup trop court)

[invite658554b5]

Petite précision :
Il est entendu que le nombre de résultats des opérations quantiques est fini, donc ce n'est parce que, par hasard (un cas sur quatre) on a déjà le bon résultat qu'il y a eut transfert instantané d'information.
Tout comme si A et B jettent chacun un dé, puis A transfert son résultat et B change la position de son dé pour avoir le même résultat. Ce n'est pas parce que une fois sur six il a déjà le bon résultat qu'il y a eut transfert d'information instantané !!!!
Mais en MQ la difficulté liée à l'interprétation reste.

Mais il n'y a pas de transfert d'information instantané ! Il y a un transfert d'état, lui, qui est instantané. Il faut distinguer les deux ! Transférer un état n'est pas transférer de l'information, c'est pour ça que ce transfert peut être instantané sans violer quoi que ce soit.
Si B fait une statistique sur les résultats de mesure qu'il fait sur son système un temps infinitésimal après la mesure de A, et si A lui fournit par la suite ses propres résultats de mesure, alors B pourra classer ses statistiques et se rendre compte qu'il avait devant lui l'état transféré.

[invite779f1e36]

#### je supprime la question ici pour éviter des réponses aux deux endroits, j'ai failli faire l'erreur

Merci.
P.S.: à répondre dans le nouveau forum
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post5863841

[Deedee81]

Salut,

Mais il n'y a pas de transfert d'information instantané ! Il y a un transfert d'état, lui, qui est instantané. Il faut distinguer les deux ! Transférer un état n'est pas transférer de l'information, c'est pour ça que ce transfert peut être instantané sans violer quoi que ce soit.
Si B fait une statistique sur les résultats de mesure qu'il fait sur son système un temps infinitésimal après la mesure de A, et si A lui fournit par la suite ses propres résultats de mesure, alors B pourra classer ses statistiques et se rendre compte qu'il avait devant lui l'état transféré.

Je ne suis toujours pas d'accord. Le fait de transférer un état permet de transférer de l'information. Suffit de faire les bonnes mesures sur l'état.
Par exemple, si pour A tu choisis des états du type |+> ou |->, sans superposition, une simple mesure sur B donnerait immédiatement l'information. Et ça c'est interdit.

[invite658554b5]

Salut,



Je ne suis toujours pas d'accord. Le fait de transférer un état permet de transférer de l'information. Suffit de faire les bonnes mesures sur l'état.
Par exemple, si pour A tu choisis des états du type |+> ou |->, sans superposition, une simple mesure sur B donnerait immédiatement l'information. Et ça c'est interdit.

Pour qu'une simple mesure sur B donne une information sur A, il faut que B soit préalablement informé que son système est intriqué avec A. Tu as transformé le problème en une intrication simple, du style d'Alain Aspect. Ce besoin d'une information préalable empêche l'expérience de violer l'interdit.

[Deedee81]

Salut,

Pour qu'une simple mesure sur B donne une information sur A, il faut que B soit préalablement informé que son système est intriqué avec A. Tu as transformé le problème en une intrication simple, du style d'Alain Aspect. Ce besoin d'une information préalable empêche l'expérience de violer l'interdit.

Ce n'est pas sur ce point que je réagissais mais sur la remarque "un transfert d'état n'est pas un transfert d'information" : c'est faux.

[invite658554b5]

Dans ce cas, comment comprendre que :

- L'effondrement de la fonction d'onde sur un système intriqué est instantanée. En tout cas, expérimentalement démontrée comme dépassant largement c.
- On peut téléporter un état à partir de systèmes intriqués, en contrôlant habilement la façon de réduire la fonction d'onde.
- Transférer un état, c'est transférer de l'information, donc un processus limité par c.

Pour moi, il y a clairement incohérence entre ces énoncés. D'un côté l'effondrement est instantané, de l'autre il devrait être limité par c. Si transférer un état transfère de l'information, alors pas besoin de se poser la question d'une communication additionnelle entre A et B.
Pour une expérience de réduction d'un système intriqué, on sait pourtant que l'on ne peut pas transmettre d'information entre les sous-systèmes individuels.

[Deedee81]

Salut,

Dans ce cas, comment comprendre que :

- L'effondrement de la fonction d'onde sur un système intriqué est instantanée. En tout cas, expérimentalement démontrée comme dépassant largement c.
- On peut téléporter un état à partir de systèmes intriqués, en contrôlant habilement la façon de réduire la fonction d'onde.
- Transférer un état, c'est transférer de l'information, donc un processus limité par c.

Pour moi, il y a clairement incohérence entre ces énoncés. D'un côté l'effondrement est instantané, de l'autre il devrait être limité par c. Si transférer un état transfère de l'information, alors pas besoin de se poser la question d'une communication additionnelle entre A et B.
Pour une expérience de réduction d'un système intriqué, on sait pourtant que l'on ne peut pas transmettre d'information entre les sous-systèmes individuels.

Le sujet est passionnant mais j'ai un peu peur de me lancer dans le sujet des interprétations, vastes, complexes (et un peu hors sujet).
Sinon, je te dirai juste que je suis plutôt tenant de l'interprétation des états relatifs (la théorie d'Everett sans l'ontologie des mondes multiples) que j'ai pas mal trituré en utilisant l'approche relationnelle. Dans cette interprétation il n'y a pas de réduction (celle-ci n'étant qu'apparente, due à l'impossibilité pour un système de "s'auto-connaitre" entièrement).

Et oui, la réduction peut conduire à des incohérences si on n'y prend pas garde. Par exemple si on admet que la mécanique quantique est complète, que l'évolution des systèmes est décrit par l'équation de Schrödinger, que la classicalité est une conséquence de la loi des grands nombres et de la décohérence, que toute mesure est une longue chaîne d'interactions bien décrites par la théorie entre le système et l'écran, .... alors comment expliquer qu'il soit impossible d'écrire un hamiltonien correspondant à une réduction ? (la réduction viole la linéarité de l'équation de Schrödinger).

Maintenant, la réduction bien qu'apparente (dans cette approche) est quand même bien pratique. Faudrait être fêlé du bocal pour s'en passer quand on décrit une expérience