Vitesse limite de transmission d’une information.

[curiossss]

On a longuement discuté sur l’impossibilité de transmettre des messages plus vite que la lumière.
Et je veux bien le croire. Et je l’ai cru. Et puis tout à coup un exemple tout bête me traverse l’esprit et je ne vois plus où est l’impossibilité. Du coup je pense de suite au forum de Futura-Sciences bien sûr

Alors je vous soumets le petit exemple en question :
Imaginons une civilisation galactique avec de gros moyens et une longue histoire derrière elle.
Elle aurait mis en place un système pour faire communiquer deux points A et B distants de son empire, situés à plusieurs années lumière l’un de l’autre.

Ce système se composerait d’un générateur O de photons corrélés situé à mi-chemin des deux points en question (en fait 2 générateurs, voir la note de fin). Les deux parties se mettent d’accord par avance sur une façon d’intercepter (c’est à dire un code), ou pas, les photons corrélés.
Comme c’est compliqué de se situer pile au milieu de deux points qui bougent une partie du code serait un numéro de synchronisation ou une date universelle d’émission.

Ainsi si le point A désire envoyer à B distant de plusieurs années lumière, un message tout ce qu’il a à faire c’est de décorréler les photons qu’il reçoit de O en suivant un certain code (vous pouvez imaginer que c’est du Morse pour faire simple) et de façon instantanée de l’autre côté ceux qui analysent les photons de leur côté peuvent reconstruire le message.

PS : il faudrait deux flux de photons corrélés : un pour les messages de A à B, et un pour les messages de B à A. Donc deux émetteurs O et O’.
Pour être sûrs que le récepteur B lit les photons après l’émetteur A il faut que la distance OA soit plus courte que OB de quelques heures-lumière. Et vice-versa quand le récepteur est A, O’B est plus court que O’A.

Ainsi la conversation entre A et B ne serait peut-être pas instantanée mais quelques heures seulement d’attente entre questions et réponses serait déjà pas mal du tout.

OK. Maintenant dites-moi où est l’erreur ?
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[invite23cdddab]

et de façon instantanée de l’autre côté ceux qui analysent les photons de leur côté peuvent reconstruire le message.

De quelle façon ?

[curiossss]

De quelle façon ?

Pour faire simple et peu sophistiqué, imaginons du morse. On sait que les photons sont envoyés un à un à une certaine cadence (pour faire simple, un par seconde (*)).
On laisse passer un paquet de synchronisation et on commence à envoyer notre message en interceptant les paquets de photons qui arrivent (envoyés il y a longtemps par O) pour un tiret, et en ne les interceptant pas pour un point.

De l'autre côté on analyse la polarisation des photons qui arrivent (envoyés par O il y a longtemps) : si la polarisation est celle convenue à l'avance (par rapport au plan galactique par exemple) alors on a un point. sinon on a un tiret.

(*) : l'écoulement du temps étant relatif, on analyse une trame complète pour définir ce qu'est une seconde, sachant que chaque trame aura toujours N photons.

[mach3]

No communication theorem...

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[curiossss]

No communication theorem...

m@ch3

Aucune énergie ne peut voyager plus vite que la lumière. Envoyer un message c’est envoyer de l’énergie donc aucune information ne peut aller plus vite que la lumière.

Mais ici je n’envoie pas vraiment de message : je ne fais qu’intercepter des photons corrélés suivant une convention pré-établie et sur des photons envoyés il y a très longtemps. Suis-je encore dans le cadre du théorème ?

[Sethy]

Comment décides-tu d'envoyer un tit ou un taat ?

Le photo est corrélé, bien. Mais comment sais-tu qu'il est dans un état précis ? Tu le mesures .... dis-moi que non ...

[curiossss]

Comment décides-tu d'envoyer un tit ou un taat ?

Le photo est corrélé, bien. Mais comment sais-tu qu'il est dans un état précis ? Tu le mesures .... dis-moi que non ...

On envoi de temps en temps une trame complète toujours avec la même polarisation (*), et on dit que cette polarisation correspond au 'tit'.

Celui qui lit un message mesure bien sûr la polarisation de tous les photons qu'il reçoit. C'est celui qui émet qui n'interfère qu'avec quelques-uns de ceux qu'il reçoit (en suivant la convention).


(*) pour que ça marche faudrait savoir si c'est possible que tous les photons corrélés envoyés dans une même direction soient tous polarisés pareil (même polarisation). Je laisse aux spécialistes le soin de me dire ok ou contredire.

[f6bes]

Bjr à toi,
Il est vrai qu'avec...."Imaginons une civilisation galactique avec de gros moyens etc..etc..."
on peut..IMAGINER tout ce qu'on veut !
c'est là que ton propos...coince!
Bonne journée

[mach3]

Un truc qui ne semble pas compris (surement pas le seul), c'est que quand A (ou B) fait une mesure sur sa particule, cette mesure ne lui permet pas de savoir si B (ou A) a fait la sienne, ça ne se voit pas dans la mesure. C'est quand A et B comparent leurs mesures (via un canal de communication "classique") qu'ils vont remarquer qu'il y a des corrélations entre leurs mesures.

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

Un truc qui ne semble pas compris (surement pas le seul), c'est que quand A (ou B) fait une mesure sur sa particule, cette mesure ne lui permet pas de savoir si B (ou A) a fait la sienne, ça ne se voit pas dans la mesure. C'est quand A et B comparent leurs mesures (via un canal de communication "classique") qu'ils vont remarquer qu'il y a des corrélations entre leurs mesures.

Et en outre, une telle corrélation n'a rien d'étonnant quand on se rappelle que les deux particules en A et B viennent du même endroit (là aussi via un canal classique) et sont créées spécialement pour avoir les mêmes propriétés (comme des jumeaux, ou des propriétés opposées mais ça revient au même).

Le seul aspect étrange est que dans certaines circonstances (pas dans toutes) les corrélations obtenues sont plus grandes que celles qui seraient obtenues avec des variables cachées locales (théorème de Bell et expériences qui ont suivi). Ni plus, ni moins. Il ne faut pas en tirer des conclusions hâtives sur la "vitesse de transmission", le théorème ne parlant pas du tout de ça, car cela peut simplement signifier qu'il n'y a pas de variables cachées.

Rappelons aussi qu'avec une transmission instantanée (ou simplement plus rapide que c) utilisable dans deux référentiels, cela suffit pour conduire à des contradictions (du type paradoxe du grand-père). Cela rend très douteux la possibilité d'une telle transmission même par une civilisation qui serait en avance sur nous. La nature n'aime pas les contradictions

Quand à la réponse au premier message ("où est l'erreur ?" dans le raisonnement sur un moyen de communication), cela a été dit dans le message précédent. Aucune mesure sur A ne permet de savoir ce qui a été fait avec B tant qu'il n'y a pas eut échange d'informations via un autre canal. Imaginons qu'on ait deux particules intriquées A et B. A décide de mesurer le spin vertical. Il a une chance sur deux d'obtenir "spin haut". Maintenant si B a mesuré le spin vertical, horizontal, oblique ou n'importe quoi, ça ne change rien : A a encore toujours une chance sur deux d'obtenir spin haut. D'autant que même si B effectue une mesure du spin vertical, il n'a aucun moyen de "forcer" le résultat, c'est aléatoire.... et donc pour A aussi. Et donc il ne peut pas imposer un résultat qui serait mesuré en A. Pire encore, si B modifie l'état de la particule pour l'obliger à être "spin haut", alors l'intrication est supprimée !!!!

La nature est cruelle parfois

[curiossss]

Merci à Deedee et à Mach3. C'est donc là le problème : A ne peut pas savoir s'il y a eu un changement de l'état du photon qu'il reçoit (par une mesure faite par B). Compris
Si les photons corrélés sont émis polarisés sur un plan ils le restent après décorrélation c'est ça ?

Je pensais que la perturbation induite par B serait détectable.

Merci pour vos explications. Sujet clos.

[Deedee81]

Juste un cht'tit truc.

Merci à Deedee et à Mach3. C'est donc là le problème : A ne peut pas savoir s'il y a eu un changement de l'état du photon qu'il reçoit (par une mesure faite par B). Compris
Si les photons corrélés sont émis polarisés sur un plan ils le restent après décorrélation c'est ça ?

Presque.

Comme je le disais, ce que montre le théorème de BHell et les expériences est qu'on ne peut pas avoir de variables cachées locales.

A partir de là, il y a deux possibilités :
- Ou bien il y a modification "instantanée" mais on ne peut pas le savoir (*). C'est le cas de la théorie de BHohm, des interprétations avec réduction comme Copenhague, de la théorie des mondes multiples (c'est l'univers entier qui se "splitte", instantanément !)
- Oui bien il n'y aucune modification, et la théorie n'a pas de variables cachées : elle est profondément non classique. L'interprétation en est d'autant compliquée (mais ça peut se faire, comme par les états relatifs ou le pur relationnel).

(*) Je déteste faire l'hypothèse d'un truc qui ne peut pas être vérifié (par construction). Je préfère donc la deuxième possibilité.