QRNG : indépendance postulée mais jamais testée ?

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Bonjour à tous,

Je travaille actuellement sur un protocole expérimental visant à tester un point rarement interrogé mais fondamental dans de nombreuses expériences de physique quantique : l’indépendance structurelle des générateurs de nombres aléatoires quantiques (QRNG) vis-à-vis d’un passé arbitraire, strictement antérieur et causalement déconnecté.

La plupart des expériences de type Bell, Leggett-Garg ou delayed-choice postulent, sans jamais la tester, que les QRNG utilisés pour choisir les paramètres de mesure sont structurellement indépendants des variables physiques qu’ils interrogent.
Or, si l’on considère des modèles post-déterminés, logiquement contraints ou globalement structurés (comme ceux proposés par Stoica, Wharton, ou Aharonov en version 2-time), cette indépendance pourrait être violée sans interaction causale classique.

Le test que je propose consiste à :
- Utiliser un QRNG certifié
- Comparer ses sorties avec une base de données passée (ex. : logs web, fichiers déjà horodatés)
- Rechercher une corrélation logique ou compressible, malgré l’absence de toute relation causale possible

L’idée n’est pas de montrer une influence du futur, mais simplement de vérifier si l’indépendance structurelle est bien respectée lorsque le QRNG est confronté à un passé figé, hors de son cône de lumière.

Voici mes questions : pourquoi un tel test, qui semble expérimentalement accessible et logiquement pertinent, n’a-t-il jamais été réalisé à ma connaissance ? Y a-t-il un verrou théorique, méthodologique ou culturel qui explique cette absence de mise à l’épreuve directe ?

Merci à celles et ceux qui auront des pistes, références ou critiques à m’apporter.

Cordialement
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[ThM55]

Je pense que c'est tout simplement parce que la plupart des physiciens ne sont pas très familiers ou, s'ils le sont, pas en faveur des interprétations impliquant une forme de super-déterminisme. Il me semble, mais corrigez-moi si je me trompe, que c'est dans ce cadre qu'une remise en question de l'indépendance statistique a un intérêt, par exemple pour arriver à la violation des inégalités de Bell sans lien causal. Je me souviens que Bell avait envisagé cette possibilité pour la rejeter aussitôt dans la même phrase pour une raison de nature philosophique (je dois retrouver la référence).

De plus, qu'est ce que ce test apportera? Que prévoient ces modèles en ce qui concerne ce test? S'ils prévoient une forme de corrélation, elle est noyée dans un magma d'événements parmi lesquels l'expérience de type EPR-Bohm en sélectionne deux très finement. Il y a là une corrélation entre les choix des appareils de mesure et les grandeurs "beables" emmenés par les particules. Le QRNG possède une sorte de prescience magique de ce qui va être mesuré (c'est pour cela que Bell rejetait d'emblée l'idée), mais si on voit les événements dans l'espace-temps, on peut à la rigueur s'en faire une raison car il y a des liens causaux entre eux. Mais ce même QRNG n'a aucune raison d'être corrélé avec d'autres trucs, comme des générations de clés cryptographiques dans le passé ou ailleurs près de Jupiter. J'avoue que je ne comprends pas l'idée, mais c'est peut-être parce que quelque chose m'échappe.

[coussin]

les QRNG utilisés pour choisir les paramètres de mesure sont structurellement indépendants des variables physiques qu’ils interrogent.

Concrètement, que sont ces QRNG utilisés dans les expériences ?

[ThM55]

Pour les aspects théoriques, un article sur le sujet: https://www.nature.com/articles/npjqi201621

Quelques sociétés commercialisent des dispositifs pour la génération de clés cryptographiques hautement sécurisées. Certains ont même été intégrés dans des smartphones.

Pour les expériences quantiques, je ne sais pas. Mais je connais celui de Zeilinger et autres pour leur "cosmic Bell test": le choix de mesure était fait en fonction de la lumière reçues d'étoiles, jusque 600 années-lumière! (ref: https://duneece.wiscweb.wisc.edu/wp-..._bell_test.pdf ). Difficile d'imaginer qu'il n'y a pas indépendance statistique, mais je reste ouvert à toutes les idées, même les plus folles.

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

Intéressant, merci.
En effet, difficile d'imaginer la non-indépendance statistique On s'approche dangereusement de l'intervention divine...

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Je ne suppose ni une conspiration des conditions initiales, ni un "engrenage caché" qui relierait toutes les variables depuis le Big Bang.
Ce que je teste est plus sobre : existe-t-il une dépendance logique, non causale, entre les sorties d’un QRNG et un ensemble de données strictement passées, figées, et causalement déconnectées?

Autrement dit, je ne nie pas l’indéterminisme quantique, mais je vérifie empiriquement si l’aléa du QRNG est structurellement libre vis-à-vis d’une base figée du passé, dans un cadre éventuellement global (type univers-bloc, modèles post-déterminés, 2-time formalism, etc). Dans mon protocole, je suppose qu’on utilise un QRNG du commerce certifié (idéalement audité et horodaté à la nanoseconde), car c’est la "liberté structurelle" qu’on veut précisément tester. Ce protocole ne cherche pas à prouver une influence rétrocausale ou une violation des lois connues.

Il vise à falsifier une hypothèse implicite mais jamais testée directement, que les sorties d’un QRNG sont structurellement indépendantes de toute structure passée arbitraire, même hors de son cône de lumière.
C’est une question empirique, soit on ne trouve aucune dépendance et cela renforce la confiance dans l’indépendance structurelle, soit une corrélation compressible, statistique ou logique émerge, et dans ce cas, elle mérite d’être étudiée (comme on le fait en testant Bell). Ce n’est ni métaphysique, ni spéculatif, c’est un test empirique d’une hypothèse implicite mais cruciale (de mon point de vue).

Je ne cherche aucune causalité, seulement une structure logique a posteriori. La base utilisée (logs figés, données publiques, bases d’images anciennes, etc) est figée et horodatée, déconnectée causalement du QRNG, mais structurellement disponible dans un univers-bloc post-déterminé, par exemple. La question devient : le QRNG, que l’on suppose "libre", est-il structurellement contraint par ce passé figé, même très éloigné ou arbitraire ? S’il ne l’est pas, cela confirme le postulat d’indépendance. S’il l’est même légèrement, cela remet en question un pilier expérimental fondamental.

Merci encore pour vos remarques. J’espère que cette réponse clarifie la portée du protocole, il ne s’agit pas d’affirmer quoi que ce soit, seulement de mettre à l’épreuve ce qui est actuellement admis sans test direct.

Je suis bien sûr preneur de toute critique technique, ou suggestion d’amélioration.

[QRNGbacklink]

Après réflexion, je constate que tester directement l’indépendance structurelle d’un QRNG vis-à-vis d’un passé arbitrairement éloigné pose plusieurs difficultés : interprétation d’une éventuelle corrélation compressive reste ambigüe/cadre conceptuel est trop général pour permettre une falsification claire/repose sur des outils statistiques dont la portée empirique est délicate à cerner.

Pour ces raisons, je m'oriente vers un protocole plus classique dans sa forme, mais offrant un terrain d’analyse plus net. Il s’agit d’un montage de type Quantum Eraser avec choix retardé, dans lequel les mesures sont effectuées selon des bases variables sélectionnées aléatoirement et un tri post-hoc est appliqué sur les détections selon une condition secondaire (par exemple la base ou la valeur d’un qubit ancillaire), avant de soumettre les séquences retenues à une analyse de compressibilité ou de régularité.

L’objectif est de vérifier si certaines contraintes statistiques émergent dans les données triées, qui ne seraient pas explicables par le modèle quantique standard (qui prédit une structure aléatoire résiduelle, même après tri). Cela ne présuppose aucun cadre interprétatif (ni bloc, ni rétrocausalité), mais vise à tester empiriquement si des régularités apparaissent lorsqu’on sélectionne l’information différemment, après la détection, selon des critères internes au système. Cette approche me semble plus falsifiable expérimentalement, tout en restant entièrement compatible avec les standards de la mécanique quantique.

Je suis preneur de toute remarque technique sur ce type de protocole ou sur les critères d’analyse.

[coussin]

Ce n'est pas différent de vérifier que tous les éléments d'une expérience sont conformes à certaines normes du fabricant. Quand vous achetez un laser ou des lentilles, lames séparatrices, etc le fabricant vous fournit avec un certains nombres de caractéristiques que doivent satisfaire ces composants.
Si vous achetez un QRNG, ça doit être pareil. Celui-ci doit venir avec une certification qui dit que c'est effectivement un QRNG. Vous devriez alors vous tourner vers les fabricants de QRNG... (ou bien vous concevez votre propre QRNG comme Zeilinger )