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L’intrication quantique est l’un des principes centraux de la physique quantique, bien qu’il soit également très mal compris. En bref, l’intrication quantique signifie que plusieurs particules sont liées entre elles de telle sorte que la mesure de l’état quantique d’une particule détermine les états quantiques possibles des autres particules. Ce lien ne dépend pas de l’emplacement des particules dans l’espace. Même si vous séparez les particules enchevêtrées par des milliards de kilomètres, le changement d’une particule induira un changement dans l’autre. Même si l’intrication quantique semble transmettre des informations instantanément, elle ne viole pas en fait la vitesse classique de la lumière car il n’y a pas de « mouvement » dans l’espace.
L’exemple classique de l’intrication quantique
L’exemple classique de l’intrication quantique est appelé le paradoxe de l’EPR. Dans une version simplifiée de ce cas, on considère une particule avec un spin quantique 0 qui se désintègre en deux nouvelles particules, la particule A et la particule B. La particule A et la particule B partent dans des directions opposées. Chacune des nouvelles particules a un spin quantique de 1/2, mais comme elles doivent s’additionner à 0, l’une d’elles a un spin de +1/2 et l’autre de -1/2.
Cette relation signifie que les deux particules sont enchevêtrées. Lorsque vous mesurez le spin de la particule A, cette mesure a un impact sur les résultats possibles que vous pourriez obtenir en mesurant le spin de la particule B. Et ce n’est pas seulement une prédiction théorique intéressante, mais elle a été vérifiée expérimentalement par des tests du théorème de Bell.
Une chose importante à retenir est qu’en physique quantique, l’incertitude initiale sur l’état quantique de la particule n’est pas seulement un manque de connaissance. Une propriété fondamentale de la théorie quantique est qu’avant l’acte de mesure, la particule n’a pas vraiment d’état défini, mais se trouve dans une superposition de tous les états possibles. La meilleure façon de modéliser cela est l’expérience de pensée classique de la physique quantique, le chat de Schroedinger, où une approche de la mécanique quantique aboutit à un chat non observé qui est à la fois vivant et mort simultanément.
La fonction ondulatoire de l’univers
Une façon d’interpréter les choses est de considérer l’univers entier comme une seule fonction d’onde. Dans cette représentation, cette « fonction d’onde de l’univers » contiendrait un terme qui définit l’état quantique de chaque particule. C’est cette approche qui laisse la porte ouverte aux affirmations selon lesquelles « tout est connecté », qui sont souvent manipulées (soit intentionnellement, soit par confusion honnête) pour aboutir à des choses comme les erreurs de physique dans Le Secret.
Bien que cette interprétation signifie que l’état quantique de chaque particule de l’univers affecte la fonction d’onde de toutes les autres particules, elle le fait d’une manière qui n’est que mathématique. Il n’y a vraiment aucune sorte d’expérience qui pourrait – même en principe – découvrir l’effet d’un endroit se manifestant à un autre endroit.
Applications pratiques de l’intrication quantique
Bien que l’intrication quantique semble être une science-fiction bizarre, il existe déjà des applications pratiques du concept. Il est utilisé pour les communications en espace lointain et la cryptographie. Par exemple, le Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) de la NASA a démontré comment l’intrication quantique pouvait être utilisée pour télécharger des informations entre l’engin spatial et un récepteur au sol.
Sous la direction de Anne Marie Helmenstine, Ph.D.
