Intrication quantique

Salut

L'intrication quantique est un phénomène observé en mécanique quantique dans lequel l'état quantique de deux objets doit être décrit globalement, sans pouvoir séparer un objet de l'autre, bien qu'ils puissent être spatialement séparés. Lorsque deux systèmes – ou plus – sont placés dans un état intriqué, il y a des corrélations entre les propriétés physiques observées des deux systèmes qui ne seraient pas présentes si l'on pouvait attribuer des propriétés individuelles à chacun des deux objets S1 et S2. En conséquence, même s'ils sont séparés par de grandes distances spatiales, les deux systèmes ne sont pas indépendants et il faut considérer {S1+S2} comme un système unique.

L'intrication quantique a un grand potentiel d'applications dans les domaines de l'information quantique, tels que la cryptographie quantique, la téléportation quantique ou l'ordinateur quantique. En même temps, elle est au cœur des discussions philosophiques sur l'interprétation de la mécanique quantique. Les corrélations prédites par la mécanique quantique, et observées dans les expériences, montrent que la nature n'obéit pas au principe du « réalisme local » cher à Einstein, selon lequel les propriétés observées d'un système sont bien définies avant toute mesure, sont attribuables à ce système et ne peuvent changer que par interaction avec un autre système.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Intrication_quantique

Salut tout le monde,

c'est un des phénomènes les plus étrange de la mécanique quantique qu'est l'intrication quantique.
Effectivement, si les applications avec l'intrication était possible ça révolutionnerait notre monde; mais après faudrait voir si à l'échelle macroscopique ça serait possible (comme par exemple la téléportation) car d'après les scientifiques les effets de la mécanique quantique s'estompent dès que l'on passe petit à petit de l'infiniment petit à l'infiniment grand.
Mais la plus grande question que je me pose c'est de savoir comment ce lien entre les particules est possible car si une "interaction fantôme" existe, comment peut-on expliquer qu'elle puisse surpasser (de très très loin) la vitesse de la lumière ? aurait-elle une vitesse infini ? Car même si l'on plaçait deux particules intriqués à l'opposé et au extrémité de l'Univers, elles seraient toujours liés ensemble et (le plus troublant) instantanément. Serait-ce une nouvelle force/interaction que l'on ne connaîtrait pas ?
Après tout, la physique quantique nous a tellement étonné depuis ses débuts que l'on peut s'attendre à tout

Salut

Citation :

Mais la plus grande question que je me pose c'est de savoir comment ce lien entre les particules est possible car si une "interaction fantôme" existe, comment peut-on expliquer qu'elle puisse surpasser (de très très loin) la vitesse de la lumière ? aurait-elle une vitesse infini ?

Le souci c'est que nous n'en savons rien pour l'instant. Le phénomène semble bien réel, mais personne n'est réellement capable d'y apporter une explication. Encore un truc de fou hein

A mon avis, cela ne doit pas être lié avec la vitesse de la lumière. Il faut voir les choses autrement qu'avec notre vision classique à 3 dimensions. Etant donné que tout forme un tout, il pourrait être possible que chaque chose présente dans l'Univers soit lié l'une à l'autre, quelle que soit sa distance avec notre vision classique des choses. J'ignore si tu comprends ma vision des choses, car c'est un peu compliqué à expliquer avec des mots.

En fait ça ne peut pas être une interaction au sens usuel du terme, étant donné qu'une interaction permet de véhiculer une information. Cependant toute la physique repose sur le principe de causalité qui interdit toute information de se propager plus vite que la lumière.

D'ailleurs une réflexion de ce genre est présentée dans le très bon ouvrage de Nicolas Gisin : L'impensable hasard.

Clavius : oui c'est encore un truc de fou comme beaucoup de chose en mécanique quantique et oui je comprend à peu près ta vision des choses et vu que le tissu de l'espace-temps peut se déformer et se modeler ça pourrait être bien possible
bongo1981 : d'accord je regarderai l'ouvrage pour me renseigner mais par contre est-ce qu'on peut parler d'une interaction ? Car si l'on change l'état de la particule, elle la "transmet" directement à l'autre; donc je pense qu'il y a quelque chose qui fait que l'information de la particule se transmette à l'autre. Après peut être qu'il s'agit d'autre chose qu'une interaction

Kekelechti a écrit:

Car si l'on change l'état de la particule, elle la "transmet" directement à l'autre; donc je pense qu'il y a quelque chose qui fait que l'information de la particule se transmette à l'autre. Après peut être qu'il s'agit d'autre chose qu'une interaction

Justement la subtilité est qu'on ne change rien.
Lorsque deux particules sont intriquées, ces particules sont dans une superposition d'état.

Le fait d'observer force le système à prendre un état, mais on ne peut pas influencer l'état. C'est là où le hasard quantique se manifeste, et c'est pour cela qu'il est impossible de transmettre une information. C'est pourquoi cela ne peut pas être une interaction.

Ah d'accord c'est de ça qu'il s'agit, j'avais déjà entendu parler de la superposition d'état et que l'on ne peut mesurer qu'un seul paramètre à la fois en physique quantique, mais je le voyais pas comme ça en faite pour l'intrication ^^
Du coup je comprend un peu mieux le côté hasard de la mécanique quantique

Kekelechti a écrit:

Ah d'accord c'est de ça qu'il s'agit, j'avais déjà entendu parler de la superposition d'état et que l'on ne peut mesurer qu'un seul paramètre à la fois en physique quantique

Euh... non non c'est un peu plus subtile que ça.
En physique quantique il y a ce que l'on appelle des variables complémentaires, dont on ne peut pas connaître les deux avec une précision infinie.

Par exemple la position et la vitesse (qui est proportionnelle à la quantité de mouvement) sont deux variables complémentaires.
Plus tu veux avoir de précision dans la mesure de la position, plus tu dégrades ta connaissance de la quantité de mouvement, et vice-versa. En physique quantique, ces grandeurs sont représentées par un opérateur, et ce problème est lié mathématiquement à la non commutativité de ces opérateurs (les appliquer dans un ordre ne donne pas la même chose que les appliquer dans l'ordre inverse).

Rien ne t'empêche de par exemple mesurer la norme du moment cinétique, et la projection du moment cinétique dans une direction (les deux opérateurs commutent). Par contre tu ne peux pas connaître simultanément la valeur du moment cinétique projeté dans la direction X, et la direction y.

Kekelechti a écrit:

mais je le voyais pas comme ça en faite pour l'intrication ^^
Du coup je comprend un peu mieux le côté hasard de la mécanique quantique

En fait l'intrication vient du fait que tu ne peux pas séparer les deux ondes représentant les deux objets. Par exemple dans le cas de deux photons émis à gauche et à droite, leur fonction d'onde peut s'écrire de la façon suivante :
|psi> = |spin particule 1, spin particule 2>

Dans le cas où l'on ne connaît pas leur spin, ils sont dans une superposition d'état :
|psi> = 1/ racine 2 * (|haut, bas> - |bas, haut>)
Donc la fonction d'onde représenté montre une superposition d'état, le spin de la particule 1 est dans une superposition d'état haut|bas, de même pour la particule 2 : bas|haut.

Lorsque tu fais une observation tu obtiens avec 50% de chance :
- ou bien |psi> = |haut, bas> (spin particule 1 haut, spin particule 2 bas)
- ou bien |psi> = |bas, haut> (spin particule 1 bas, spin particule 2 haut)

Salut

Au fait Kekelechti, t'es sur que tu ne veux pas faire physique, plutôt que médecine ?

D'accord merci pour ces précisions bongo1981 par contre j'aurai plusieurs questions :

Citation bongo1981 : "Plus tu veux avoir de précision dans la mesure de la position, plus tu dégrades ta connaissance de la quantité de mouvement, et vice-versa."

=> Il s'agit bien du phénomène de réduction du paquet d'onde ou s'agit-il d'autre chose ?

Citation bongo1981 : "En fait l'intrication vient du fait que tu ne peux pas séparer les deux ondes représentant les deux objets. Par exemple dans le cas de deux photons émis à gauche et à droite, leur fonction d'onde peut s'écrire de la façon suivante :
|psi> = |spin particule 1, spin particule 2>

Dans le cas où l'on ne connaît pas leur spin, ils sont dans une superposition d'état :
|psi> = 1/ racine 2 * (|haut, bas> - |bas, haut>)
Donc la fonction d'onde représenté montre une superposition d'état, le spin de la particule 1 est dans une superposition d'état haut|bas, de même pour la particule 2 : bas|haut.

Lorsque tu fais une observation tu obtiens avec 50% de chance :
- ou bien |psi> = |haut, bas> (spin particule 1 haut, spin particule 2 bas)
- ou bien |psi> = |bas, haut> (spin particule 1 bas, spin particule 2 haut)"

=> La superposition d'état est le fait que l'on ne connaissent pas l'état de la particule avant de la mesurer ? ou s'agit-il d'un phénomène où l'état superposé (c'est-à-dire l'état actuel) par rapport au précédent donne ses paramètres à la particule ? (je sais pas si tu vois ce que je veux dire)

Citation Clavius : "Au fait Kekelechti, t'es sur que tu ne veux pas faire physique, plutôt que médecine ? "

=> en faite l'astronomie, la physique, la cosmologie et les domaines tout autour, c'est surtout une passion depuis tout petit qui s'est développé au fur et à mesure du temps; et pour la médecine, c'est à partir du lycée que j'ai commencé à être intrigué et à m'y intéressé donc j'ai décidé de tenter le concours, mais si jamais je n'arrivai malheureusement pas à réussir le concours, je partirai très certainement en faculté de physique/astrophysique

Kekelechti a écrit:

Citation bongo1981 : "Plus tu veux avoir de précision dans la mesure de la position, plus tu dégrades ta connaissance de la quantité de mouvement, et vice-versa."

=> Il s'agit bien du phénomène de réduction du paquet d'onde ou s'agit-il d'autre chose ?

C'est le principe d'incertitude d'Heisenberg.

Kekelechti a écrit:

=> La superposition d'état est le fait que l'on ne connaissent pas l'état de la particule avant de la mesurer ? ou s'agit-il d'un phénomène où l'état superposé (c'est-à-dire l'état actuel) par rapport au précédent donne ses paramètres à la particule ? (je sais pas si tu vois ce que je veux dire)

Non, la superposition d'état provient de la linéarité de l'équation de Schrödinger, si |psi1> et |psi2> sont solutions, alors toute combinaison linéaire des deux le sont également.

Sauf que l'équation de Schrödinger est un Hamiltonien (c'est-à-dire que ça donne plus ou moins les solutions de même énergie).
Mais si tu décides d'observer autre chose que l'énergie tu peux avoir plusieurs solutions, et c'est en ça qu'il y a superposition d'état.

C'est mieux expliqué là :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_de_superposition_quantique

D'accord je pense cette fois avoir compris ^^ en faite la superposition d'état est en gros toutes les possibilités d'état de la particule (exemple pour la position : avant de faire la mesure, la particule a telle ou telle probabilité de se trouver à un endroit; un peu comme le chat de Schrödinger qui est soit mort ou soit vivant mais seul la mesure peut déterminé ce paramètre).

bongo1981 a écrit:

C'est le principe d'incertitude d'Heisenberg.

Ah oui je m'en souviens c'est ça, mais la réduction du paquet d'onde n'a-t-elle pas de rapport avec le principe de Heisenberg vu que après une mesure, un système physique voit son état entièrement réduit à celui qui a été mesuré ?

Oui, en fait ça a un lien avec le fait que quand tu mesures la position d'une particule avec une certaine précision, tu ne peux pas connaître sa quantité de mouvement avec une précision arbitraire.