Durée d'intrication quantique

[DBeaumann]

Bonjour,

J'ai pu lire que l'on pouvait produire des particules intriquées photons ou électrons) à partir de différents processus. Cependant, l'état d'intrication est très fragile et se désagrège très vite lors des interactions avec l'environnement. On peut notamment apprendre dans la littérature que le temps de cohérence dépend:

Pour une expérience dite "bi-partite" d'état A et B intriqués:

- De la masse des composants : Plus elle est élevée, plus le temps de cohérence décroit (de façon exponentielle il me semble)
- De la température du système (idem)
- Du niveau de vide de l'environnement (pour restreindre toutes formes d'interaction)
- De la distance mutuelle "inter-états" (son carré dans une exponentielle) Donc une décroissance temporelle ultra-rapide.

De ce fait un tableau donne des temps de cohérence très court (10-27 seconde) et au mieux (sauf erreur de ma part) dans des des conditions de laboratoire: quelque chose de l'ordre de la nanoseconde. Et de fait explique aussi pourquoi
les objets autour de nous ne se comporte pas de façon quantique mais "classique" : on n'observe pas (ne mesure pas) d'états superposés mais que des états purs - mais pas de superposition d"état (voir les références plus bas)

Comment dans de telles circonstances, on peut espérer conserver des états intriqués pour une expérience type EPR où les détecteurs sont séparés de plusieurs kilomètres (comme ça a déjà été réalisé avec succès pour des photons)?

Comment dans ce cas, pourrait-on espérer produire des états intriqués distants de plusieurs milliers, millions et milliards de kilomètres? Ou bien ça n'a rien à voir?

Ma question est peut-être mal posée...Donc si certains peuvent m'éclaircir,
Merci par avance.


Références:

Evolution des systèmes quantiques ouverts : Décohérence et informatique quantique
par Olivier Landon-Cardinal - Université de Montréal

Pdf Magistère de Physique - Cohérence quantique - 2004
Un autre lien plus facile d'accès:
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal...835v3/document


Et cohérence quantique: un nouveau record avec 50 000 atomes:
https://www.futura-sciences.com/scie...-atomes-57744/
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[Deedee81]

Salut,

Comment dans ce cas, pourrait-on espérer produire des états intriqués distants de plusieurs milliers, millions et milliards de kilomètres? Ou bien ça n'a rien à voir?
Ma question est peut-être mal posée...Donc si certains peuvent m'éclaircir,

Un photon peut se propager de manière notable sans interagir (sans diffusion, sans absorption) et l'interaction photon-photon est extrêmement faible.

Pour une propagation dans une fibre optique, je pense qu'il y a également peut d'interaction.
Un photon seul a une énergie propre très faible et se décohère donc assez lentement et comme il va extrêmement vite.... il va loin sans se décohérer.
Mais pour ce dernier cas (fibre optique), attendons aussi l'avis d'autres participants peut-être mieux informés que moi.

[Deedee81]

La cohérence d'un grand nombre d'objets (photons, atomes) peut être aussi facilitée si ce sont des bosons dans le même état. La conservation de l'état quantique et donc de l'intrication est alors fort robuste. C'est pour cela qu'on observe des phénomènes typiquement quantiques à l'échelle macroscopique avec les supraconducteurs, les superfluides, les condensats....

[DBeaumann]

Merci pour cette réponse...

j'ai pu voir que l’´état optimal qui permettrait de conserver la cohérence serait déterminé par un équilibre très délicat...
La mise en place d’outils afin de caractériser un état optimal (de conservation de la cohérence) reste un défi ouvert.



Un article (j'ai perdu la référence) propose que l'environnement doit être préparé dans un état propre du système (pour avoir une évolution unitaire du système)

Ainsi le système évolue en évitant la décohérence...

En effet ; Le fait est ; que l'Entropie de John Von Neumann est conservée dans une évolution unitaire ; or le degré d'intrication est définis en rapport de l'entropie de Von Neumann...

Et aussi..dans un état maximalement intriqué, il y a corrélation complète de l'état de S1 avec celui de S2, de sorte que l'entropie de (S1 union S2) est simplement celle de S2 ou de S1. Il y a sous-additivité complète. " Donc je comprends que si les états sont initialement intriqués, une évolution dite unitaire du système, va conserver cette entropie, et donc le degré d'intrication...

A voir comment on va préparer concrètement l'environnement dans un état propre du système? Je n'y connais pas grand chose, mais c'est comme si le milieu possédait des modes propres de vibration en résonance direct avec les états d'énergie propres du système. C'est cohérent..??

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

A voir comment on va préparer concrètement l'environnement dans un état propre du système? Je n'y connais pas grand chose, mais c'est comme si le milieu possédait des modes propres de vibration en résonance direct avec les états d'énergie propres du système. C'est cohérent..??

Franchement, je ne sais pas. C'est un domaine pointu et assez spécialisé. Il y a moyen de trouver pas mal de littérature sur le sujet, notamment dans ArXiv. Y compris sur l'entropie de Von Neuman.

[DBeaumann]

Je regarderai à l'occasion. Mais je dois trouver le temps...! Etant agriculteur, ce n'est pas facile...!
Mais dès que j'ai des infos, je reviens sur le fil, à moins que quelqu'un puisse apporter son propre éclairage sur le sujet?
Merci Monsieur en tout cas pour vos réponse, c'est très appréciable.

[Deedee81]

Etant agriculteur

Curieuse coïncidence, mois je suis fonctionnaire à l'Agriculture !!!!

Espérons aussi d'autres éclairage. A+

[Paradigm]

Bonjour DBeaumann,

on n'observe pas (ne mesure pas) d'états superposés mais que des états purs

Un état superposé est aussi un état pur. Par contre il ne faut pas confondre état superosé qui peut conduire à des interférences quantiques et état mixte qui ne conduit pas à des interfèrences quantiques.

Comment dans de telles circonstances, on peut espérer conserver des états intriqués pour une expérience type EPR où les détecteurs sont séparés de plusieurs kilomètres (comme ça a déjà été réalisé avec succès pour des photons)?

Il y a effectivement une limite de distance, mais tout comme dans les transmissions optiques il doit être fait usage de répéteur optique pour les longues distances. Dans le domaine de l'optique quantique les répéteurs sont bien différents. Il réalise du swapping d'intrication par des mesures de Bell pour la propagation de l'intrication de qubit. Je ne penes pas qu'il existe encore de répéteur quantique opérationnel.

Dans l'espace le record de distribution d'intrication a été réalisé par l'expérimentation chinoise avec le satellite Micius.

Cordialement,
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