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[MQ] Transmission d'information




  1. #1
    TFaurot

    [MQ] Transmission d'information

    Bonjour et bonne année à toutes et tous,

    je suis tombé sur la vidéo super intéressante d'un gars qui explique les concepts de base de la mécanique quantique( Serge HAROCHE "Puissance et étrangeté de la physique quantique" ).

    Il y parle, entre autre, de la quantification des états physique, de la dualité onde-corpuscule et de l'intrication quantique.
    Il dit notamment que l'intrication quantique permet un sorte "d'action instantané à distance" qui, du fait de la nature aléatoire de la mesure en mécanique quantique, permet de "partager de l'aléa a distance instantanément" , par exemple en générant simultanément la même séquence aléatoire de nombres à deux endroit séparé par un intervalle de type espace.
    Par contre il dit que cette "action à distance" ne permet pas de transmettre de l'information instantanément. Le hasard intrinsèque de la mesure empêche de déterminer, en mesurant d'un coté, si une action particulière à été effectué de l'autre côté, ce qui rend impossible l'établissement d'un protocole de communication.

    Mais il doit y avoir un truc que je pige pas bien parce que d’après ce que je crois comprendre de ses explications, on devrait quand même pouvoir y arriver en faisant le montage suivant :

    Une source S génère des paires de particules intriquées sur leurs spins de type |up>x|up> + |down>x|down> qu'elle envoie dans des flux opposées ( vers la gauche et la droite sur le schéma ).
    Sur le chemin de droite, le flux passe par un gradient de champ magnétique(GC1) qui le sépare en deux flux(up et down) qui passent ensuite par la plaque P dans lequel on a stratégiquement percées deux fentes(f1 et f2) de manière à ce que la fente f1 n'est éclairée que par le flux Up et la fente f2 que par le flux down.Les flux diffractés par les fentes dans lesquelles ils passent vont ensuite frapper l'écran détecteur E1.
    Sur le chemin de gauche, le flux passe par un gradient de champ magnétique (GC2) puis va frapper deux écrans détecteurs placés respectivement sur les trajectoires des flux Up et Down sortant de GC2. On considère ces deux écrans comme constituant le détecteur E2.
    Le dispositif est calculé pour que l'arrivée d'une particule sur le détecteur E2 soit synchronisée avec l'arrivée de sa binôme d'intrication sur la plaque P.

    shema1.jpg



    L'appareil qui génère GC1 un est allumé en permanence.

    On fait émettre à S deux paquets de particules intriquées.C'est à dire que dans chaque paquet les particules s'ignorent entre elles mais que pour chaque particules d'un paquet( parti d'un coté) il y a une particule dans l'autre paquet(parti dans l'autre direction) qui est intriquée avec elle.

    A partir de là il y a 2 possibilités :

    -soit l'appareil qui génère GC2 est éteint quand le paquet de gauche le traverse, les particules du paquet de gauche ne sont pas séparées en deux flux up/down, donc ne frappent pas E2 ce qui ne génère pas de mesure de leurs spins. Les particules du paquets de droite qui frappent E1 frappent donc E1 avec une répartition qui témoigne que la probabilité qu'elles étaient spin up sortant par f1 était non nul et que la probabilité qu'elles étaient spin down sortant par f2 était non nul également, donc avec une figure d'interférences.

    shema2.jpg



    -Soit l'appareil qui génère GC2 est allumé quand le paquet de gauche le traverse, les particules du paquet de gauche sont séparées en deux flux up/down, elles frappent donc E2 ce qui constitue une mesure de leurs spins. à partir de ce moment là, les particules de droite qui frapperont E1 ne devraient plus pouvoir se répartir sur l'écran avec une figure d'interférence puisque chaque particule de gauches qui frappe un des écrans de E2 "force" en quelque sorte sa binôme d'intrication de droite à frapper E1 en tant que particules aillant le spin qui correspond à l'écran de E2 en question donc à avoir passer la plaque P avec une probabilité nulle de sortir par la fente qui correspond au spin de l'autre écran de E2. Si la probabilité de trouver la particule à un endroit est le carré de l'amplitude de l'onde à cet endroit alors une probabilité nulle de sortir par une des fentes implique une amplitude nulle de l'onde qui sort de la fente en question, on devrai donc avoir au final comme répartition des particules sur E1 des franges d'interférence causées pars la combinaison systématique d'une onde d'amplitude non nulle avec une onde d'amplitude nulle, c'est à dire pas de frange d'interférence, non ?

    shema3.jpg



    Donc au final, on devrai pouvoir, si la source émet des paquets régulièrement, choisir quasiment au moment ou chacun d'eux passe dans GC2, d'activer ou pas le générateur de gradient de champs et ainsi faire
    frapper le paquets d'intrications correspondantes sans ou avec une figure d'interférence à l'autre bout du dispositif , donc transférer un bit d'information, avec un temps de latence entre l'instant du choix d'activer le générateur et l'instant de l'apparition du résultat de ce choix sur l'écran E1 quasiment nul et ce quelque soit la distance qui sépare les dispositifs ?

    Voilà, si vous pouviez me dire où est-ce que ça cloche, ce serai sympa !
    merci de votre attention.

    -----

    Dernière modification par mh34 ; 15/01/2019 à 10h37. Motif: faute de frappe titre

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  3. #2
    Deedee81

    Re : [MQ] Transmition d'information

    Salut,

    Bienvenue sur Futura.

    On pourrait invoquer le théorème de non communication, parler des différences classiques / quantiques..... Mais je pense qu'une analyse plus approfondie et une réponse adaptée à ton expérience de pensée serait meilleure. Je manque un peu de temps (je viens de valider le message et les images). Tout à l'heure si quelqu'un d'autre ne s'y est pas collé
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  4. #3
    albanxiii

    Re : [MQ] Transmition d'information

    Bonjour,

    Citation Envoyé par TFaurot Voir le message
    je suis tombé sur la vidéo super intéressante d'un gars qui explique les concepts de base de la mécanique quantique( Serge HAROCHE "Puissance et étrangeté de la physique quantique" ).
    Bah, le gars il a juste reçu le prix Nobel de physique en 2012
    Not only is it not right, it's not even wrong!


  5. #4
    TFaurot

    Re : [MQ] Transmition d'information

    Merci pour vos réponse et votre accueil.

    Je ne connais pas ce théorème de non communication, je vais me renseigner. ( j'espère que c'est pas trop pointu niveau maths! )

    Bah, le gars il a juste reçu le prix Nobel de physique en 2012
    Oui j'ai vu dans la description sur la vidéo que c'est pas un charlot le gars !
    en tout cas je trouve qu'il explique bien les trucs, ces très compréhensible même sans être très calé sur le sujet à la base, en tout cas pour la partie général de la MQ. ( la dernière demi heure sur les histoires de photons, de cavité et d'atome de Rydberg, j'avoue que je ne pige pas vraiment grand chose )

  6. #5
    alovesupreme

    Re : [MQ] Transmition d'information

    le probleme pour moi serait plutot de comprendre si l'information est localisée quelque part avant de se poser la question de sa transmission. est elle localisée du coté des particules? et dans ce cas quid des particules intriquées de facon maximale ou toute l'information est dans les corrélations? et re quid pour son codage.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Deedee81

    Re : [MQ] Transmission d'information

    Alovesupreme, je ne comprend pas du tout ta question.

    Citation Envoyé par TFaurot Voir le message
    -soit l'appareil qui génère GC2 est éteint quand le paquet de gauche le traverse, les particules du paquet de gauche ne sont pas séparées en deux flux up/down, donc ne frappent pas E2 ce qui ne génère pas de mesure de leurs spins. Les particules du paquets de droite qui frappent E1 frappent donc E1 avec une répartition qui témoigne que la probabilité qu'elles étaient spin up sortant par f1 était non nul et que la probabilité qu'elles étaient spin down sortant par f2 était non nul également, donc avec une figure d'interférences.
    Amusant comme dispositif. Oui, je suis d'accord avec ce résultat (il faudrait vérifier qu'on peut avoir en effet interférence du fait qu'on a séparation en composantes distinguables up et down, mais soit, disons que oui, ça ne change rien sur le principe).

    Citation Envoyé par TFaurot Voir le message
    -Soit l'appareil qui génère GC2 est allumé quand le paquet de gauche le traverse, les particules du paquet de gauche sont séparées en deux flux up/down, elles frappent donc E2 ce qui constitue une mesure de leurs spins. à partir de ce moment là, les particules de droite qui frapperont E1 ne devraient plus pouvoir se répartir sur l'écran avec une figure d'interférence puisque chaque particule de gauches qui frappe un des écrans de E2 "force" en quelque sorte sa binôme d'intrication de droite à frapper E1 en tant que particules aillant le spin qui correspond à l'écran de E2 en question donc à avoir passer la plaque P avec une probabilité nulle de sortir par la fente qui correspond au spin de l'autre écran de E2. Si la probabilité de trouver la particule à un endroit est le carré de l'amplitude de l'onde à cet endroit alors une probabilité nulle de sortir par une des fentes implique une amplitude nulle de l'onde qui sort de la fente en question, on devrai donc avoir au final comme répartition des particules sur E1 des franges d'interférence causées pars la combinaison systématique d'une onde d'amplitude non nulle avec une onde d'amplitude nulle, c'est à dire pas de frange d'interférence, non ?
    Et non, il y aura toujours interférence car la mesure GC2 ne saurait pas altérer l'état des particules GC1. Tout ce que tu peux dire c'est que SI (mais attention aux raisonnements contrafactuels) tu avais mesuré l'état de la particule GC1 (la fente par où il passe) ALORS tu aurais obtenu, la même valeur qu'en GC2.

    Ca me rappelle l'expérience du choix retardé ou de la gomme quantique. Voir Wikipedia.

    C'est piégeux la MQ.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  9. #7
    TFaurot

    Re : [MQ] Transmission d'information

    Ok merci pour vos reponses !

    donc c'est là que mon cerveau vrille : Si on mesure le spin d'une particule à la sortie de GC2( on trouve par exemple up ) on sait que la probabilité de trouver son "intrinôme" sur la voie de sortie down de GC1 est nul alors que l'amplitude de l'onde de probabilité qui sort de cette voie ( et qui est censé indiquer la probabilité trouver la particule là si on cherche ) est non nulle. Du coup ça à l'air de dire qu'on à aucune chance de trouver quelque chose là ou on à une chance non nulle de trouver quelque chose.

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  11. #8
    Deedee81

    Re : [MQ] Transmission d'information

    Il faut absolument éviter les raisonnements contrafactuels en MQ, ils conduisent souvent à des résultats erronés (en physique classique ce n'est pas problématique).

    Raisonnement contrafactuel :
    "SI j'avais mesuré ceci, j'aurais obtenu cela. Je ne fais pas la mesure, mais sachant cela alors...."

    Ici avec la mesure de GC2, on sait quel serait la mesure avec GC1. Mais si on ne fait pas la mesure sur GC1 alors on ne peut pas en déduire que la valeur est d'office la valeur mesurée avec GC2. Oui GC2 dit que la probabilité de mesure (disons up) en GC1 est 100% mais seulement si on effectue la mesure (en GC1) !!!!

    Un exemple classique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Contra...%A9_(physique) (l'article en anglais est plus complet) avec des expériences spectaculaires :
    https://arxiv.org/abs/quant-ph/0508102 "A Transactional Analysis of Interaction Free Measurements"
    (on peut ignorer la partie transactionnelle, Cramer décrit bien la partie expérimentale qui a réellement été menée).

    Prenons un autre raisonnement.
    Supposons que je fasse la mesure de GC2 pile au moment où j'effectue l'expérience d'interférence avec GC1 ("pile au moment" => dans le référentiel du laboratoire).
    Soit deux observateurs A et B en mouvements, selon la relativité la simultanéité est relative.

    Disons que pour A GC2 est mesuré AVANT l'interférence en GC1. Alors, selon le raisonnement on n'aurait pas d'interférence en GC1.
    Mais disons que pour B, la mesure GC2 est réalisée APRES celle en GC1. Notons que ces points de vue sont (selon la relativité) équivalents. Aucun n'est plus vrai qu'un autre. Et on ne peut se baser sur le fait que l'expérience se fait immobile dans le laboratoire puisque les particules sont en mouvement et que les détecteurs GC1 et GC2 pourraient très bien être en mouvement, ça ne change rien.
    Donc, pour B on ne sait pas encore quelle sera la valeur en GC1 et donc il doit y avoir interférence.

    Mais c'est la même expérience, une et une seule expérience. Comment le résultat pourrait-il dépendre de celui qui regarde ?
    Il y a un soucis : ce soucis est de supposer (pour A) que l'interférence ne devrait pas se produire.

    Citation Envoyé par TFaurot Voir le message
    donc c'est là que mon cerveau vrille
    C'est une conséquence fâcheuse et fréquente de la MQ
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  12. #9
    Deedee81

    Re : [MQ] Transmission d'information

    Et suite demain (je dois partir et j'ai réunion)
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  13. #10
    N2777

    Re : [MQ] Transmission d'information

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Et non, il y aura toujours interférence car la mesure GC2 ne saurait pas altérer l'état des particules GC1. Tout ce que tu peux dire c'est que SI (mais attention aux raisonnements contrafactuels) tu avais mesuré l'état de la particule GC1 (la fente par où il passe) ALORS tu aurais obtenu, la même valeur qu'en GC2.
    Je ne suis pas sûr de ce que j'avance, (à confirmer), mais il me semble que pour observer (distinguer) un signal d'interférence, Alice a besoin d'établir des corrélations avec les mesures faites par Bob pour pouvoir les reconstituer "à la main", à postériori, car GC1 et GC2 pouvant être arbitrairement éloignés de la source, une fois des interférences observées en direct par Alice, (s'il devait y en avoir), Bob pourrait modifier son choix (observation du chemin), ce qui serait en contradiction avec le résultat obtenu plus tôt (choix retardé).

    Le signal perçu directement sur l'écran devrait, si je ne me trompe pas, être un signal brouillé dans tous les cas, nécessitant le protocole précédent (après coup) pour être décrypté (nécessité d'informations classiques).

    Ca me rappelle l'expérience du choix retardé ou de la gomme quantique.
    Je pense exactement à cela (version photons) : celle de Marlan-Scully, et toutes les autres expériences plus complexes, avec interféromètre de Sagnac (J. G. Cramer...)

    Cordialement,
    Dernière modification par N2777 ; 11/02/2019 à 17h12.

  14. #11
    alovesupreme

    Re : [MQ] Transmission d'information

    je peux me tromper mais il me semble qu avec une telle source on n'a jamais d'interférences

  15. #12
    alovesupreme

    Re : [MQ] Transmission d'information

    une remarques sur la contrafactualité. il est tres courant de lire qu'on n'a pas d'interférence parce qu'une mesure du chemin SERAIT possible!

  16. #13
    alovesupreme

    Re : [MQ] Transmission d'information

    par exemple Bob ne peut voir des interférences car de son côté Alice pourrait faire une mesure sur le chemin

  17. #14
    N2777

    Re : [MQ] Transmission d'information

    Bonjour,

    Oui, je suis d'accord.

    Dans le document lié aux travaux de Cramer et paru sur arxiv : https://arxiv.org/pdf/1409.5098.pdf

    Cramer tire lui-même cette conclusion (page 12 - 13) :

    We have investigated the possibility of nonlocal quantum signaling by analyzing polarization-entangledand path-entangled systems. The conjecture[12] that nonlocalsignaling might be possible by adjustingthe entanglement to 71% to permit coherence has proved to be incorrect. Instead, we find that in allcases investigated the interference is blocked by a “signal” interference pattern and an “anti-signal”interference pattern that mask any observable interference when they are added, even when entangle-ment and coherence are simultaneously present. This behavior is again attributed to what has beencalled the complementarity of one-particle and two-particle interference[2].

    [...]

    Our conclusion, based on the standard formalism of quantum mechanics as applied to thesegedankenexperiments, is that no nonlocal signal can be transmitted from Alice to Bob by varyingAlice’s configuration in any of the ways discussed here. In all of the cases studied, there are twoquantum-distinguishable modes of entangled photon-pair behaviorthat each contain a“switch-able”interference pattern, but when these modes are superimposed,the two interference patterns alwayscomplement each other and together become invisible. This is the mechanism by which the formalismof quantum mechanics blocks nonlocal signaling. In the context of the standard quantum formalism,Nature appears to be well protected from the possibility of nonlocal signaling.

  18. #15
    alovesupreme

    Re : [MQ] Transmission d'information

    ce que je voulais dire c'est que l'argument comme quoi bob ne peut observer d'interférence car alice peut ou pourrait faire une mesure sur le chemin ne tient pas car contrafactuel; ce qui me semble plus correct c'est de dire on a un etat pur bipartites
    bob n'y a acces que partiellement via une matrice densité diagonale cad non pur et donc ne peut voir d'interférence.

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