Les particules quantiques enchevêtrées peuvent “communiquer” dans le temps

Dans le monde que vous connaissez, les actions ont des causes et des effets, les objets existent comme une chose ou une autre, et tout est ce qu’il est, que vous l’observez ou non.

Dans le monde quantique, ces règles passent par la fenêtre. Prenons l’enchevêtrement quantique, par exemple. Vous pouvez faire interagir deux particules quantiques, puis les placer à des extrémités opposées de l’Univers et en mesurer une. Quelle que soit la mesure que vous obtenez, l’autre particule prend instantanément une qualité correspondante, quelle que soit la distance. Eh bien, oubliez la distance – les particules peuvent même s’enchevêtrées dans le temps.

Mini voyage dans le temps

Pour comprendre l’enchevêtrement quantique, pensez à une paire de gants. Si vous ouvrez une boîte et que vous voyez un gant de droitier, vous savez que son compagnon est gaucher, même s’il n’est pas visible. Mais dans l’enchevêtrement quantique, c’est comme si ouvrir la boîte et voir un gant de droitier transformait réellement l’autre gant de gaucher – les deux étaient dans une “superposition” de droitiers et de gauchers jusqu’à ce que l’un soit observé, et les deux ont changé leurs états l’un vis-à-vis de l’autre. C’est ce qu’Einstein appelait “l’action fantôme à distance“.

Il s’avère que cet enchevêtrement s’étend aussi dans le temps – “une action fantôme à retardement”, comme George Musser l’a dit dans Quanta Magazine. En 2013, une équipe de chercheurs de l’Université de Jérusalem a démontré ce phénomène étrange en laboratoire. Voici comment ils ont fait.

Tout d’abord, ils ont enchevêtré une paire de particules (1 et 2, à l’étape I du diagramme ci-dessus). Ensuite, ils ont mesuré une propriété de la particule 1 (étape II) – et quand on mesure quelque chose dans un système quantique, c’est mort. Au revoir, particule 1. Pendant ce temps, la particule 2 continuait à filer pendant que l’équipe enchevêtrait une nouvelle paire de particules, 3 et 4. Ensuite, ils ont mesuré la particule 3 avec la particule 2 d’une manière qui a transféré leurs relations avec leurs anciennes paires sur leur nouvelle paire 2-3 (étape IV). La particule 4 s’échappe d’elle-même, et finalement, l’équipe la mesure. La mesure a été corrélée avec la mesure de la particule 1, même si la particule 4 n’existait même pas lorsque la particule 1 est morte.

La mesure de la particule 1 a-t-elle envoyé des informations à l’avenir pour affecter la particule 4 ? La mesure de la particule 4 a-t-elle modifié rétroactivement la mesure de la particule 1 ? Ni l’une ni l’autre question n’a de sens parce que, aussi difficile à comprendre que cela puisse paraître, les systèmes quantiques n’ont pas de propriétés définies. Leurs propriétés changent en fonction du moment et de la façon dont elles sont mesurées.

Face, vous avez gagné ; Pile, vous avez perdu

Pour un exemple plus concret, considérons cette expérience de pensée conçue par des physiciens de l’Université de Vienne. Alice et Bob jouent à pile ou face ; à tour de rôle, ils lancent une pièce de monnaie à pile ou face, puis notent leur résultat et leur pronostic sur une feuille de papier pour le tirage au sort de l’autre personne. Quand ils ont fini, ils donnent leur papier à l’autre personne, et l’autre personne lance sa pièce de monnaie.

Disons qu’Alice fait le tirage au sort en premier et note son résultat et sa prédiction, puis remet son papier à Bob. Alice a 50 % de chances d’avoir raison, mais Bob connaît la réponse, donc il aura 100 % de chances d’avoir raison. C’est le contraire qui se produirait si Bob passait en premier. Quel que soit l’ordre dans lequel ils le font, le taux de réussite moyen est toujours de 75 %. Mais si vous ne leur demandez pas de le faire dans un certain ordre, et que vous échangez le papier contre une particule quantique et les résultats du tirage au sort contre des mesures de cette particule, vous obtenez un taux de réussite de 85 %.

Bizarre, non ? C’est comme si le fait de voir les résultats rétroactivement améliorait les chances des joueurs de deviner correctement, comme s’ils pouvaient regarder vers l’avenir. C’est le temps enchevêtré. Il ne s’agit pas non plus d’une simple expérience de pensée – si nous pouvons l’exploiter, cela pourrait signifier de grandes choses pour la technologie future. Nous sommes déjà en train de bricoler le cryptage de la communication en utilisant l’enchevêtrement quantique à travers l’espace. Si nous pouvions le faire à travers le temps, qui sait quelles sortes de percées pourraient survenir ?

Lire aussi : Un enchevêtrement quantique entre la matière et la lumière envoyé sur 50 km de fibres optiques

Source : Curiosity – Traduit par Anguille sous roche

Les particules quantiques enchevêtrées peuvent “communiquer” dans le temps

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