{"id":128116,"date":"2023-07-22T13:09:57","date_gmt":"2023-07-22T13:09:57","guid":{"rendered":"https:\/\/yogaesoteric.net\/?p=128116"},"modified":"2023-07-22T13:09:57","modified_gmt":"2023-07-22T13:09:57","slug":"les-circuits-quantiques-intriques-refutent-le-concept-de-causalite-locale-deinstein","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/les-circuits-quantiques-intriques-refutent-le-concept-de-causalite-locale-deinstein\/","title":{"rendered":"Les circuits quantiques intriqu\u00e9s r\u00e9futent le concept de causalit\u00e9 locale d\u2019Einstein"},"content":{"rendered":"

Un groupe de chercheurs dirig\u00e9 par Andreas Wallraff, professeur de physique des solides \u00e0 l\u2019ETH Zurich, a r\u00e9alis\u00e9 un test de Bell sans faille pour r\u00e9futer le concept de \u00ab causalit\u00e9 locale \u00bb formul\u00e9 par Albert Einstein en r\u00e9ponse \u00e0 la m\u00e9canique quantique.<\/p>\n

\"\"En montrant que des objets m\u00e9caniques quantiques tr\u00e8s \u00e9loign\u00e9s les uns des autres peuvent \u00eatre beaucoup plus fortement corr\u00e9l\u00e9s entre eux que dans les syst\u00e8mes conventionnels, les chercheurs ont apport\u00e9 une nouvelle confirmation \u00e0 la m\u00e9canique quantique. La particularit\u00e9 de cette exp\u00e9rience est que les chercheurs ont pu la r\u00e9aliser pour la premi\u00e8re fois en utilisant des circuits supraconducteurs, qui sont consid\u00e9r\u00e9s comme des candidats prometteurs pour la construction de puissants ordinateurs quantiques.<\/p>\n

Une vieille querelle<\/strong><\/p>\n

Un test de Bell est bas\u00e9 sur un dispositif exp\u00e9rimental qui a \u00e9t\u00e9 initialement con\u00e7u comme une exp\u00e9rience de pens\u00e9e par le physicien britannique John Bell dans les ann\u00e9es 1960. Bell voulait r\u00e9gler une question sur laquelle les grands noms de la physique s\u2019\u00e9taient d\u00e9j\u00e0 disput\u00e9s dans les ann\u00e9es 1930 : Les pr\u00e9dictions de la m\u00e9canique quantique, qui vont totalement \u00e0 l\u2019encontre de l\u2019intuition quotidienne, sont-elles correctes ou les concepts conventionnels de causalit\u00e9 s\u2019appliquent-ils \u00e9galement au microcosme atomique, comme le pensait Albert Einstein ?<\/em><\/p>\n

Pour r\u00e9pondre \u00e0 cette question, Bell a propos\u00e9 d\u2019effectuer une mesure al\u00e9atoire sur deux particules intriqu\u00e9es en m\u00eame temps et de la comparer \u00e0 l\u2019in\u00e9galit\u00e9 de Bell. Si le concept de causalit\u00e9 locale d\u2019Einstein est vrai, ces exp\u00e9riences satisferont toujours l\u2019in\u00e9galit\u00e9 de Bell. En revanche, la m\u00e9canique quantique pr\u00e9dit qu\u2019elles la violeront.<\/p>\n

Les derniers doutes dissip\u00e9s<\/strong><\/p>\n

Au d\u00e9but des ann\u00e9es 1970, John Francis Clauser, qui a re\u00e7u le prix Nobel de physique l\u2019ann\u00e9e derni\u00e8re, et Stuart Freedman ont r\u00e9alis\u00e9 un premier test pratique de Bell. Dans leurs exp\u00e9riences, les deux chercheurs ont pu prouver que l\u2019in\u00e9galit\u00e9 de Bell est effectivement viol\u00e9e. Mais ils ont d\u00fb formuler certaines hypoth\u00e8ses dans leurs exp\u00e9riences pour pouvoir les mener \u00e0 bien. En th\u00e9orie, Einstein aurait donc eu raison de rester sceptique \u00e0 l\u2019\u00e9gard de la m\u00e9canique quantique.<\/p>\n

Au fil du temps, cependant, de plus en plus de ces lacunes ont pu \u00eatre combl\u00e9es. Enfin, en 2015, plusieurs groupes sont parvenus \u00e0 r\u00e9aliser les premiers tests de Bell v\u00e9ritablement exempts de failles, r\u00e9glant ainsi d\u00e9finitivement le vieux diff\u00e9rend.<\/p>\n

Des applications prometteuses<\/strong><\/p>\n

Le groupe de Wallraff peut d\u00e9sormais confirmer ces r\u00e9sultats par une nouvelle exp\u00e9rience. Le travail des chercheurs de l\u2019ETH publi\u00e9 dans Nature<\/em> montre que la recherche sur ce sujet n\u2019est pas termin\u00e9e, malgr\u00e9 la confirmation initiale d\u2019il y a sept ans. Il y a plusieurs raisons \u00e0 cela.<\/p>\n

D\u2019une part, l\u2019exp\u00e9rience des chercheurs de l\u2019ETH confirme que les circuits supraconducteurs fonctionnent \u00e9galement selon les lois de la m\u00e9canique quantique, m\u00eame s\u2019ils sont beaucoup plus grands que les objets quantiques microscopiques tels que les photons ou les ions. Les circuits \u00e9lectroniques de plusieurs centaines de microm\u00e8tres fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de mat\u00e9riaux supraconducteurs et fonctionnant \u00e0 des fr\u00e9quences de micro-ondes sont consid\u00e9r\u00e9s comme des objets quantiques macroscopiques.<\/p>\n

Par ailleurs, les tests de Bell ont \u00e9galement une importance pratique. \u00ab Les tests de Bell modifi\u00e9s peuvent \u00eatre utilis\u00e9s en cryptographie, par exemple, pour d\u00e9montrer que l\u2019information est effectivement transmise sous forme crypt\u00e9e <\/em>\u00bb, explique Simon Storz, doctorant dans le groupe de Wallraff. \u00ab Avec notre approche, nous pouvons prouver beaucoup plus efficacement qu\u2019avec d\u2019autres dispositifs exp\u00e9rimentaux que l\u2019in\u00e9galit\u00e9 de Bell est viol\u00e9e. Cela la rend particuli\u00e8rement int\u00e9ressante pour les applications pratiques. <\/em>\u00bb<\/p>\n

En qu\u00eate d\u2019un compromis<\/strong><\/p>\n

\"\"Cependant, les chercheurs ont besoin d\u2019une installation de test sophistiqu\u00e9e pour ce faire. En effet, pour que le test de Bell soit r\u00e9ellement exempt de failles, ils doivent s\u2019assurer qu\u2019aucune information ne peut \u00eatre \u00e9chang\u00e9e entre les deux circuits intriqu\u00e9s avant que les mesures quantiques ne soient termin\u00e9es. La vitesse de transmission des informations \u00e9tant celle de la lumi\u00e8re, la mesure doit prendre moins de temps qu\u2019il n\u2019en faut \u00e0 une particule de lumi\u00e8re pour passer d\u2019un circuit \u00e0 l\u2019autre.<\/p>\n

Lors de la mise en place de l\u2019exp\u00e9rience, il est donc important de trouver un \u00e9quilibre : plus la distance entre les deux circuits supraconducteurs est grande, plus le temps disponible pour la mesure est important, et plus le dispositif exp\u00e9rimental devient complexe. En effet, l\u2019exp\u00e9rience doit \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e dans un vide proche du z\u00e9ro absolu.<\/p>\n

Les chercheurs de l\u2019ETH ont d\u00e9termin\u00e9 que la distance la plus courte sur laquelle il est possible de r\u00e9aliser avec succ\u00e8s un test de Bell sans faille est d\u2019environ 33 m\u00e8tres, car il faut environ 110 nanosecondes \u00e0 une particule de lumi\u00e8re pour parcourir cette distance dans le vide. C\u2019est quelques nanosecondes de plus que ce qu\u2019il a fallu aux chercheurs pour r\u00e9aliser l\u2019exp\u00e9rience.<\/p>\n

Un vide de trente m\u00e8tres<\/strong><\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe de Wallraff a construit une installation impressionnante dans les passages souterrains du campus de l\u2019ETH. \u00c0 chacune de ses deux extr\u00e9mit\u00e9s se trouve un cryostat contenant un circuit supraconducteur. Ces deux appareils de refroidissement sont reli\u00e9s par un tube de 30 m\u00e8tres de long dont l\u2019int\u00e9rieur est refroidi \u00e0 une temp\u00e9rature l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieure au z\u00e9ro absolu (-273,15\u00b0C).<\/p>\n

Avant le d\u00e9but de chaque mesure, un photon de micro-ondes est transmis d\u2019un des deux circuits supraconducteurs \u00e0 l\u2019autre, de sorte que les deux circuits deviennent intriqu\u00e9s. Des g\u00e9n\u00e9rateurs de nombres al\u00e9atoires d\u00e9cident ensuite des mesures effectu\u00e9es sur les deux circuits dans le cadre du test de Bell. Ensuite, les r\u00e9sultats des mesures sont compar\u00e9s de part et d\u2019autre.<\/p>\n

Intrication \u00e0 grande \u00e9chelle<\/strong><\/p>\n

Apr\u00e8s avoir \u00e9valu\u00e9 plus d\u2019un million de mesures, les chercheurs ont d\u00e9montr\u00e9 avec une tr\u00e8s grande certitude statistique que l\u2019in\u00e9galit\u00e9 de Bell est viol\u00e9e dans ce dispositif exp\u00e9rimental. En d\u2019autres termes, ils ont confirm\u00e9 que la m\u00e9canique quantique permet \u00e9galement des corr\u00e9lations non locales dans les circuits \u00e9lectriques macroscopiques et, par cons\u00e9quent, que les circuits supraconducteurs peuvent \u00eatre intriqu\u00e9s sur une grande distance. Cela ouvre la voie \u00e0 des applications int\u00e9ressantes dans le domaine de l\u2019informatique quantique distribu\u00e9e et de la cryptographie quantique.<\/p>\n

La construction de l\u2019installation et la r\u00e9alisation du test ont \u00e9t\u00e9 un v\u00e9ritable d\u00e9fi, explique Wallraff. Le simple fait de refroidir l\u2019ensemble du dispositif exp\u00e9rimental \u00e0 une temp\u00e9rature proche du z\u00e9ro absolu demande des efforts consid\u00e9rables.<\/p>\n

\u00ab Il y a 1,3 tonne de cuivre et 14.000 vis dans notre machine, ainsi qu\u2019une grande quantit\u00e9 de connaissances en physique et de savoir-faire en ing\u00e9nierie <\/em>\u00bb, explique Wallraff. Il estime qu\u2019il serait en principe possible de construire des installations permettant de franchir des distances encore plus grandes de la m\u00eame mani\u00e8re. Cette technologie pourrait, par exemple, \u00eatre utilis\u00e9e pour connecter des ordinateurs quantiques supraconducteurs sur de grandes distances.<\/p>\n

 <\/p>\n

yogaesoteric
\n22 juillet 2023<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Un groupe de chercheurs dirig\u00e9 par Andreas Wallraff, professeur de physique des solides \u00e0 l\u2019ETH Zurich, a r\u00e9alis\u00e9 un test de Bell sans faille pour r\u00e9futer le concept de \u00ab causalit\u00e9 locale \u00bb formul\u00e9 par Albert Einstein en r\u00e9ponse \u00e0 la m\u00e9canique quantique. En montrant que des objets m\u00e9caniques quantiques tr\u00e8s \u00e9loign\u00e9s les uns des […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uf_show_specific_survey":0,"_uf_disable_surveys":false,"footnotes":""},"categories":[1330],"tags":[],"class_list":["post-128116","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-science-et-technique-1602-fr"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/128116","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=128116"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/128116\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":128123,"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/128116\/revisions\/128123"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=128116"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=128116"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=128116"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}