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Des physiciens infirment des hypothèses d’Einstein et renforcent la mécanique quantique

par Lindsay Jolivet
déc. 4 / 15
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Le physicien du NIST Krister Shalm avec la source de photon utilisée dans le test de Bell qui a solidement soutenu une prédiction clé de la mécanique quantique. Il existe bel et bien des actions étranges à distance. Image : J. Burrus/NIST

Des physiciens ont prouvé qu’il est possible pour les particules de s’influencer instantanément les unes les autres à distance, écartant la vision d’Einstein selon laquelle seul l’environnement immédiat peut influencer les objets.

Krister Shalm, ancien Chercheur mondial de l’ICRA, a dirigé le projet au National Institute of Standards of Technology (NIST) avec le soutien de divers collaborateurs, y compris le groupe du Boursier de l’ICRA Thomas Jennewein (Université de Waterloo).

Leurs résultats constituent la meilleure indication à ce jour que la description de la réalité qu’offre la mécanique quantique est juste. L’expérience avait pour assise deux principes de la physique quantique. Premièrement, la propriété d’une particule est en soi probabiliste et demeure inconnue jusqu’à ce qu’on la mesure. Deuxièmement, malgré cela, deux particules peuvent être intriquées afin qu’une propriété physique d’une particule soit en corrélation avec une propriété d’une autre.

De concert, ces principes suggèrent que les particules peuvent, d’une quelconque façon, s’influencer l’une l’autre instantanément, même à de grandes distances. (Malgré cette influence instantanée, il est impossible d’avoir recours à une telle intrication pour transmettre des messages ou communiquer plus vite que la vitesse de la lumière.)

De nombreuses expériences ont démontré l’existence de cette influence. Toutefois, les résultats sont si contre-intuitifs que les gens ont suggéré l’existence de certaines failles. Peut-être que les particules arrivent à communiquer? Peut-être que les mesures ne se font pas de façon aléatoire? Peut-être que l’échantillonnage des particules aux fins de mesures n’est pas équitable?

L’expérience semble écarter toutes ces failles. Les expérimentateurs ont commencé par stimuler un cristal pour qu’il produise de nombreuses paires de photons et ont envoyé chacune de ces paires à des détecteurs différents séparés des uns des autres par plus de cent mètres et tous situés à plus de cent mètres de la source. Pendant le voyage des photons, chaque détecteur a choisi de façon aléatoire et indépendante comment mesurer la polarisation des photons.

Après de nombreuses répétitions, les scientifiques ont découvert que les deux polarisateurs se déclenchaient ensemble en concordance avec les prévisions issues de la mécanique quantique pour les particules intriquées. Toutefois, il est extrêmement improbable que cela se produise si le photon agit indépendamment, sans influencer son partenaire – une probabilité de 1 sur 170 millions.

En raison de la vitesse des mesures et de la distance entre les appareils, aucun signal se déplaçant à la vitesse de la lumière n’aurait pu passer entre les paires de photons. Et vu la nature aléatoire des mesures, il est certain que l’appareil de mesure n’a subi aucune influence.

Après des mois de dur labeur à concevoir cette expérience, les collaborateurs ont été ravis de voir que cela fonctionnait, même avant d’avoir analysé les données.

« J’étais au labo, le téléphone a sonné et ils m’ont dit ‘On pense que ça fonctionne’. Je me suis alors mis à courir dans le corridor comme un déchaîné pour me rendre au centre de commandement », dit Shalm. « Nous étions tellement excités. »

Forts des résultats et de plus amples analyses, les chercheurs ont pu éliminer la possibilité qu’un photon ne soit contrôlé par quelque chose dans son environnement local plutôt que par sa paire distante. Ce nouveau résultat est en adéquation avec la théorie de la mécanique quantique.

Il est bien connu qu’Albert Einstein doutait de la mécanique quantique et qu’il jugeait que la physique avait besoin de meilleurs modèles. Il disait que la « physique devrait représenter une réalité dans le temps et l’espace, exempte d’actions étranges à distance ». Cette expérience n’a pas prouvé l’existence de l’intrication quantique, mais a démontré qu’il peut y avoir des actions étranges à distance causées éventuellement par l’intrication, mais cela reste à prouver.

« La mécanique quantique prédit l’existence de ces actions à distance et, dans le cadre de notre expérience, nous avons pu écarter les types de modèles qu’Einstein préconisait », explique Shalm.

« Je suis ravi de voir que cette nouvelle expérience nous permet finalement de commencer à tourner la page sur cette question », dit Jennewein qui, dans les vingt dernières années, a participé à plusieurs expériences portant sur ces failles. « Je suis convaincu qu’on se rappellera de 2015 comme l’année du test Bell sans failles. »

Les chercheurs ont soumis leur article à la revue Physical Review Letters.

Shalm dit que les installations au NIST sont particulièrement emballantes pour des applications qui requièrent des nombres aléatoires, comme les technologies de communication protégées.

« Il est possible de générer des nombres aléatoires certifiables », dit Shalm. « Cela semble étrange, car il est difficile d’obtenir quelque chose d’aléatoire. C’est un problème à régler. Tant de nos applications relatives à la sécurité ont besoin de bonnes sources de facteurs aléatoires. »

La deuxième phase du projet prévoit la création d’une espèce de « balise de facteurs aléatoires » à NIST qui pourrait se révéler utile pour ceux qui requièrent des chiffres aléatoires fiables.

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Des physiciens infirment des hypothèses d’Einstein et renforcent la mécanique quantique

par Lindsay Jolivet
déc. 4 / 15
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Le physicien du NIST Krister Shalm avec la source de photon utilisée dans le test de Bell qui a solidement soutenu une prédiction clé de la mécanique quantique. Il existe bel et bien des actions étranges à distance. Image : J. Burrus/NIST

Des physiciens ont prouvé qu’il est possible pour les particules de s’influencer instantanément les unes les autres à distance, écartant la vision d’Einstein selon laquelle seul l’environnement immédiat peut influencer les objets.

Krister Shalm, ancien Chercheur mondial de l’ICRA, a dirigé le projet au National Institute of Standards of Technology (NIST) avec le soutien de divers collaborateurs, y compris le groupe du Boursier de l’ICRA Thomas Jennewein (Université de Waterloo).

Leurs résultats constituent la meilleure indication à ce jour que la description de la réalité qu’offre la mécanique quantique est juste. L’expérience avait pour assise deux principes de la physique quantique. Premièrement, la propriété d’une particule est en soi probabiliste et demeure inconnue jusqu’à ce qu’on la mesure. Deuxièmement, malgré cela, deux particules peuvent être intriquées afin qu’une propriété physique d’une particule soit en corrélation avec une propriété d’une autre.

De concert, ces principes suggèrent que les particules peuvent, d’une quelconque façon, s’influencer l’une l’autre instantanément, même à de grandes distances. (Malgré cette influence instantanée, il est impossible d’avoir recours à une telle intrication pour transmettre des messages ou communiquer plus vite que la vitesse de la lumière.)

De nombreuses expériences ont démontré l’existence de cette influence. Toutefois, les résultats sont si contre-intuitifs que les gens ont suggéré l’existence de certaines failles. Peut-être que les particules arrivent à communiquer? Peut-être que les mesures ne se font pas de façon aléatoire? Peut-être que l’échantillonnage des particules aux fins de mesures n’est pas équitable?

L’expérience semble écarter toutes ces failles. Les expérimentateurs ont commencé par stimuler un cristal pour qu’il produise de nombreuses paires de photons et ont envoyé chacune de ces paires à des détecteurs différents séparés des uns des autres par plus de cent mètres et tous situés à plus de cent mètres de la source. Pendant le voyage des photons, chaque détecteur a choisi de façon aléatoire et indépendante comment mesurer la polarisation des photons.

Après de nombreuses répétitions, les scientifiques ont découvert que les deux polarisateurs se déclenchaient ensemble en concordance avec les prévisions issues de la mécanique quantique pour les particules intriquées. Toutefois, il est extrêmement improbable que cela se produise si le photon agit indépendamment, sans influencer son partenaire – une probabilité de 1 sur 170 millions.

En raison de la vitesse des mesures et de la distance entre les appareils, aucun signal se déplaçant à la vitesse de la lumière n’aurait pu passer entre les paires de photons. Et vu la nature aléatoire des mesures, il est certain que l’appareil de mesure n’a subi aucune influence.

Après des mois de dur labeur à concevoir cette expérience, les collaborateurs ont été ravis de voir que cela fonctionnait, même avant d’avoir analysé les données.

« J’étais au labo, le téléphone a sonné et ils m’ont dit ‘On pense que ça fonctionne’. Je me suis alors mis à courir dans le corridor comme un déchaîné pour me rendre au centre de commandement », dit Shalm. « Nous étions tellement excités. »

Forts des résultats et de plus amples analyses, les chercheurs ont pu éliminer la possibilité qu’un photon ne soit contrôlé par quelque chose dans son environnement local plutôt que par sa paire distante. Ce nouveau résultat est en adéquation avec la théorie de la mécanique quantique.

Il est bien connu qu’Albert Einstein doutait de la mécanique quantique et qu’il jugeait que la physique avait besoin de meilleurs modèles. Il disait que la « physique devrait représenter une réalité dans le temps et l’espace, exempte d’actions étranges à distance ». Cette expérience n’a pas prouvé l’existence de l’intrication quantique, mais a démontré qu’il peut y avoir des actions étranges à distance causées éventuellement par l’intrication, mais cela reste à prouver.

« La mécanique quantique prédit l’existence de ces actions à distance et, dans le cadre de notre expérience, nous avons pu écarter les types de modèles qu’Einstein préconisait », explique Shalm.

« Je suis ravi de voir que cette nouvelle expérience nous permet finalement de commencer à tourner la page sur cette question », dit Jennewein qui, dans les vingt dernières années, a participé à plusieurs expériences portant sur ces failles. « Je suis convaincu qu’on se rappellera de 2015 comme l’année du test Bell sans failles. »

Les chercheurs ont soumis leur article à la revue Physical Review Letters.

Shalm dit que les installations au NIST sont particulièrement emballantes pour des applications qui requièrent des nombres aléatoires, comme les technologies de communication protégées.

« Il est possible de générer des nombres aléatoires certifiables », dit Shalm. « Cela semble étrange, car il est difficile d’obtenir quelque chose d’aléatoire. C’est un problème à régler. Tant de nos applications relatives à la sécurité ont besoin de bonnes sources de facteurs aléatoires. »

La deuxième phase du projet prévoit la création d’une espèce de « balise de facteurs aléatoires » à NIST qui pourrait se révéler utile pour ceux qui requièrent des chiffres aléatoires fiables.

Mobilisation du savoir

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déc. 4 / 15
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Le physicien du NIST Krister Shalm avec la source de photon utilisée dans le test de Bell qui a solidement soutenu une prédiction clé de la mécanique quantique. Il existe bel et bien des actions étranges à distance. Image : J. Burrus/NIST

Des physiciens ont prouvé qu’il est possible pour les particules de s’influencer instantanément les unes les autres à distance, écartant la vision d’Einstein selon laquelle seul l’environnement immédiat peut influencer les objets.

Krister Shalm, ancien Chercheur mondial de l’ICRA, a dirigé le projet au National Institute of Standards of Technology (NIST) avec le soutien de divers collaborateurs, y compris le groupe du Boursier de l’ICRA Thomas Jennewein (Université de Waterloo).

Leurs résultats constituent la meilleure indication à ce jour que la description de la réalité qu’offre la mécanique quantique est juste. L’expérience avait pour assise deux principes de la physique quantique. Premièrement, la propriété d’une particule est en soi probabiliste et demeure inconnue jusqu’à ce qu’on la mesure. Deuxièmement, malgré cela, deux particules peuvent être intriquées afin qu’une propriété physique d’une particule soit en corrélation avec une propriété d’une autre.

De concert, ces principes suggèrent que les particules peuvent, d’une quelconque façon, s’influencer l’une l’autre instantanément, même à de grandes distances. (Malgré cette influence instantanée, il est impossible d’avoir recours à une telle intrication pour transmettre des messages ou communiquer plus vite que la vitesse de la lumière.)

De nombreuses expériences ont démontré l’existence de cette influence. Toutefois, les résultats sont si contre-intuitifs que les gens ont suggéré l’existence de certaines failles. Peut-être que les particules arrivent à communiquer? Peut-être que les mesures ne se font pas de façon aléatoire? Peut-être que l’échantillonnage des particules aux fins de mesures n’est pas équitable?

L’expérience semble écarter toutes ces failles. Les expérimentateurs ont commencé par stimuler un cristal pour qu’il produise de nombreuses paires de photons et ont envoyé chacune de ces paires à des détecteurs différents séparés des uns des autres par plus de cent mètres et tous situés à plus de cent mètres de la source. Pendant le voyage des photons, chaque détecteur a choisi de façon aléatoire et indépendante comment mesurer la polarisation des photons.

Après de nombreuses répétitions, les scientifiques ont découvert que les deux polarisateurs se déclenchaient ensemble en concordance avec les prévisions issues de la mécanique quantique pour les particules intriquées. Toutefois, il est extrêmement improbable que cela se produise si le photon agit indépendamment, sans influencer son partenaire – une probabilité de 1 sur 170 millions.

En raison de la vitesse des mesures et de la distance entre les appareils, aucun signal se déplaçant à la vitesse de la lumière n’aurait pu passer entre les paires de photons. Et vu la nature aléatoire des mesures, il est certain que l’appareil de mesure n’a subi aucune influence.

Après des mois de dur labeur à concevoir cette expérience, les collaborateurs ont été ravis de voir que cela fonctionnait, même avant d’avoir analysé les données.

« J’étais au labo, le téléphone a sonné et ils m’ont dit ‘On pense que ça fonctionne’. Je me suis alors mis à courir dans le corridor comme un déchaîné pour me rendre au centre de commandement », dit Shalm. « Nous étions tellement excités. »

Forts des résultats et de plus amples analyses, les chercheurs ont pu éliminer la possibilité qu’un photon ne soit contrôlé par quelque chose dans son environnement local plutôt que par sa paire distante. Ce nouveau résultat est en adéquation avec la théorie de la mécanique quantique.

Il est bien connu qu’Albert Einstein doutait de la mécanique quantique et qu’il jugeait que la physique avait besoin de meilleurs modèles. Il disait que la « physique devrait représenter une réalité dans le temps et l’espace, exempte d’actions étranges à distance ». Cette expérience n’a pas prouvé l’existence de l’intrication quantique, mais a démontré qu’il peut y avoir des actions étranges à distance causées éventuellement par l’intrication, mais cela reste à prouver.

« La mécanique quantique prédit l’existence de ces actions à distance et, dans le cadre de notre expérience, nous avons pu écarter les types de modèles qu’Einstein préconisait », explique Shalm.

« Je suis ravi de voir que cette nouvelle expérience nous permet finalement de commencer à tourner la page sur cette question », dit Jennewein qui, dans les vingt dernières années, a participé à plusieurs expériences portant sur ces failles. « Je suis convaincu qu’on se rappellera de 2015 comme l’année du test Bell sans failles. »

Les chercheurs ont soumis leur article à la revue Physical Review Letters.

Shalm dit que les installations au NIST sont particulièrement emballantes pour des applications qui requièrent des nombres aléatoires, comme les technologies de communication protégées.

« Il est possible de générer des nombres aléatoires certifiables », dit Shalm. « Cela semble étrange, car il est difficile d’obtenir quelque chose d’aléatoire. C’est un problème à régler. Tant de nos applications relatives à la sécurité ont besoin de bonnes sources de facteurs aléatoires. »

La deuxième phase du projet prévoit la création d’une espèce de « balise de facteurs aléatoires » à NIST qui pourrait se révéler utile pour ceux qui requièrent des chiffres aléatoires fiables.

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déc. 4 / 15
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Le physicien du NIST Krister Shalm avec la source de photon utilisée dans le test de Bell qui a solidement soutenu une prédiction clé de la mécanique quantique. Il existe bel et bien des actions étranges à distance. Image : J. Burrus/NIST

Des physiciens ont prouvé qu’il est possible pour les particules de s’influencer instantanément les unes les autres à distance, écartant la vision d’Einstein selon laquelle seul l’environnement immédiat peut influencer les objets.

Krister Shalm, ancien Chercheur mondial de l’ICRA, a dirigé le projet au National Institute of Standards of Technology (NIST) avec le soutien de divers collaborateurs, y compris le groupe du Boursier de l’ICRA Thomas Jennewein (Université de Waterloo).

Leurs résultats constituent la meilleure indication à ce jour que la description de la réalité qu’offre la mécanique quantique est juste. L’expérience avait pour assise deux principes de la physique quantique. Premièrement, la propriété d’une particule est en soi probabiliste et demeure inconnue jusqu’à ce qu’on la mesure. Deuxièmement, malgré cela, deux particules peuvent être intriquées afin qu’une propriété physique d’une particule soit en corrélation avec une propriété d’une autre.

De concert, ces principes suggèrent que les particules peuvent, d’une quelconque façon, s’influencer l’une l’autre instantanément, même à de grandes distances. (Malgré cette influence instantanée, il est impossible d’avoir recours à une telle intrication pour transmettre des messages ou communiquer plus vite que la vitesse de la lumière.)

De nombreuses expériences ont démontré l’existence de cette influence. Toutefois, les résultats sont si contre-intuitifs que les gens ont suggéré l’existence de certaines failles. Peut-être que les particules arrivent à communiquer? Peut-être que les mesures ne se font pas de façon aléatoire? Peut-être que l’échantillonnage des particules aux fins de mesures n’est pas équitable?

L’expérience semble écarter toutes ces failles. Les expérimentateurs ont commencé par stimuler un cristal pour qu’il produise de nombreuses paires de photons et ont envoyé chacune de ces paires à des détecteurs différents séparés des uns des autres par plus de cent mètres et tous situés à plus de cent mètres de la source. Pendant le voyage des photons, chaque détecteur a choisi de façon aléatoire et indépendante comment mesurer la polarisation des photons.

Après de nombreuses répétitions, les scientifiques ont découvert que les deux polarisateurs se déclenchaient ensemble en concordance avec les prévisions issues de la mécanique quantique pour les particules intriquées. Toutefois, il est extrêmement improbable que cela se produise si le photon agit indépendamment, sans influencer son partenaire – une probabilité de 1 sur 170 millions.

En raison de la vitesse des mesures et de la distance entre les appareils, aucun signal se déplaçant à la vitesse de la lumière n’aurait pu passer entre les paires de photons. Et vu la nature aléatoire des mesures, il est certain que l’appareil de mesure n’a subi aucune influence.

Après des mois de dur labeur à concevoir cette expérience, les collaborateurs ont été ravis de voir que cela fonctionnait, même avant d’avoir analysé les données.

« J’étais au labo, le téléphone a sonné et ils m’ont dit ‘On pense que ça fonctionne’. Je me suis alors mis à courir dans le corridor comme un déchaîné pour me rendre au centre de commandement », dit Shalm. « Nous étions tellement excités. »

Forts des résultats et de plus amples analyses, les chercheurs ont pu éliminer la possibilité qu’un photon ne soit contrôlé par quelque chose dans son environnement local plutôt que par sa paire distante. Ce nouveau résultat est en adéquation avec la théorie de la mécanique quantique.

Il est bien connu qu’Albert Einstein doutait de la mécanique quantique et qu’il jugeait que la physique avait besoin de meilleurs modèles. Il disait que la « physique devrait représenter une réalité dans le temps et l’espace, exempte d’actions étranges à distance ». Cette expérience n’a pas prouvé l’existence de l’intrication quantique, mais a démontré qu’il peut y avoir des actions étranges à distance causées éventuellement par l’intrication, mais cela reste à prouver.

« La mécanique quantique prédit l’existence de ces actions à distance et, dans le cadre de notre expérience, nous avons pu écarter les types de modèles qu’Einstein préconisait », explique Shalm.

« Je suis ravi de voir que cette nouvelle expérience nous permet finalement de commencer à tourner la page sur cette question », dit Jennewein qui, dans les vingt dernières années, a participé à plusieurs expériences portant sur ces failles. « Je suis convaincu qu’on se rappellera de 2015 comme l’année du test Bell sans failles. »

Les chercheurs ont soumis leur article à la revue Physical Review Letters.

Shalm dit que les installations au NIST sont particulièrement emballantes pour des applications qui requièrent des nombres aléatoires, comme les technologies de communication protégées.

« Il est possible de générer des nombres aléatoires certifiables », dit Shalm. « Cela semble étrange, car il est difficile d’obtenir quelque chose d’aléatoire. C’est un problème à régler. Tant de nos applications relatives à la sécurité ont besoin de bonnes sources de facteurs aléatoires. »

La deuxième phase du projet prévoit la création d’une espèce de « balise de facteurs aléatoires » à NIST qui pourrait se révéler utile pour ceux qui requièrent des chiffres aléatoires fiables.