Intro à la mécanique quantique
Intrication

Ça ne devrait plus beaucoup vous surprendre après le coup des quantons temporels et de l'échange d'intrication mais quand même.

L'échange d'intrication décalé est étonnant du point de vue causalité.

On a voulu faire les malins, et tenter de décaler dans le temps les divers évènements. Par exemple essayer de mesurer les quantons qui ne se sont jamais vus avant de faire la mesure BSM, voire s'arranger pour que ces quantons n'aient jamais existé au même moment.

Un exemple de décalage dans le temps

Décalage d'intrication
  • On crée la paire intriquée {1,2}
  • On mesure la polarisation du photon 1, qui meurt du fait de la mesure.
  • On attend : le photon 2 se promène. Ça peut être long si on veut.
  • On crée une nouvelle paire intriquée {3,4}
  • On réalise une mesure de Bell entre 2 et 3 : c'est l'échange d'intrication
  • Maintenant 1 et 4 sont intriqués sauf que 1 est mort depuis longtemps
  • Le photon 4 se promène, un siècle si on veut
  • On mesure sa polarisation

Résultat : les polarisations de 1 et de 4 sont corrélées.

Surprenant, sans plus. On s'en doutait, "what else ?"
Mais bon, les photons 1 et 4 n'ont jamais vécu en même temps, quand même…
Intriqués, et ils ne se sont jamais connus, effectivement, c'est étonnant.
C'est comme si vous aviez été marié avec une personne qui a vécu deux siècles auparavant, par jumeaux interposés!

Mais c'est pire

On a voulu faire les très gros malins : on va créer les paires 1-2 et 3-4, lire immédiatement la polarisation de 1 et de 4, puis attendre un peu avant de faire la mesure de Bell qui les intriquera, euh non, qui les intriquait, pas mieux, en fait il n'existe pas de forme conjuguée pour désigner un truc futur qui arrivera dans le passé relisez cette phrase doucement.

Et comme on est retors, on choisira aléatoirement si on fait l'intrication ou non: ces malheureux photons ne vont quand même pas deviner ce qui se passera dans un futur qu'on ne connait pas -puisque l'aléa est imprédictible par définition. Gnark ! Gnark ! Vil Coyote prépare son coup
On va voir ce qu'on va voir !

Voici l'expérimentation :

Décalage d'intrication
  1. Alice crée la paire 1-2 et Bob la paire 3-4
  2. Alice mesure la polarisation de 1 et Bob celle de 4, dans la foulée. Ils le font sur 3 bases choisies librement parmi { |H⟩/|V⟩ , |R⟩/|L⟩, |+⟩/|-⟩ } ce sont les directions de polarisation
  3. On attend un peu, histoire d'être sûr: les photons sont envoyés chez Victor, un troisième larron.
  4. Victor fait une mesure avec 2 et 3 qui va:
    • Soit les intriquer |Φ+⟩ ou |Φ-⟩
    • Soit les séparer |HH⟩ ou |VV⟩
  5. On connait le temps de propagation, on va pouvoir maintenant faire les comptes.

Résultat:

Décalage d'intrication
  • a: Victor a fait une mesure "intriquée" : corrélation parfaite entre 1 et 4, le swap d'intrication a eu lieu
  • b: Victor a fait une mesure "séparable" : les résultats montrent que le swap d'intrication n'a pas eu lieu

On peut accessoirement vérifier que l'intrication 1-2 et 3-4 ont été conservées dans le cas de la mesure "séparable". Normal.

T'es en train de me dire que les photons 1 et 4 connaissaient le résultat du choix de mesure réalisé dans le futur, après leur mort ?
Je le crains. Oui.
1 et 4 sont capables de voir le futur.
Ou c'est le futur qui a remonté le passé pour modifier le résultat…
Oh non, t'embarque pas là-dedans.
On voyage uniquement dans le futur, revenir dans le passé est juste impossible.
Pouvoir revenir dans le passé est trop contradictoire avec le principe de causalité.
Donc on pourrait voir le futur ?
A l'avance, tu veux dire ? Parce que pour connaitre le futur, il suffit d'attendre.
Évidemment, à l'avance, ne me prends pas pour une buse.
Cette expérience le montre. Ceci dit, c'est comme l'intrication : ici, on peut connaitre à l'avance une suite aléatoire, pas vraiment prédire une information "pratique".
Sinon on pourrait violer la relativité, enfin, la vitesse de la lumière pour transmettre une information.

Certains évitent la discussion en disant qu'au moment de la mesure de polarisation, il n'y a rien de spécial. Les photons ont une polarisation qui est aléatoire. C'est seulement au moment où on met en face des mesures de Victor qu'une interprétation est possible. Belle façon d'esquiver le futur passé.

Encore une fois, on sent qu'il traine une relation entre la relativité, l'espace-temps et cette histoire d'intrication.