Intrication, téléportation quantique

l’intrication quantique sur Wikipédia

 

la téléportation quantique sur Wikipédia

une présentation vulgarisée de l’intrication quantique sur Science étonnane

 la paradoxe EPR

le paradoxe EPR sur Physique quantique

les inégalités de Bell

l’expérience d’Aspect valide pour la première fois en 1980-1982 le phénomène d’intrication quantique

 les travaux  d’Anton Zeilinger à Vienne

l’expérience de l’équipe de Nicolas Gisin à Genève en 2012 : Pour la première fois cette expérience a permis l’intrication quantique entre 2 objets  de la taille d’un morceau de sucre : un cristal d’ytterbium et un cristal de néodyme soit une intrication portant sur 1 milliard d’atomes de chaque côté.

 

 

 

 

 

 

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Transmettre une information d’un ion à autre, sans lien matériel

cf l’ensemble de l’article sur Futura matière

Cette situation se présente facilement dans le cas d’ions, par exemple ceux de l’ytterbium. En mettant en interaction deux de ces ions, grâce à un faisceau laser, on peut en réaliser l’intrication. Ils ne forment alors plus qu’un seul système quantique dans une superposition d’états.

On peut s’en servir pour observer l’effet EPR car, même en séparant ensuite les deux ions, toute mesure de l’état quantique de l’un agira instantanément sur l’état quantique de l’autre. Ainsi, si l’on veut savoir par une observation si l’état d’un des ions est un qubit de valeur « 0 » ou « 1», et si cet ion était dans une superposition de ces deux états, il se produira une projection de l’état de cet ion vers un état caractérisé par un électron de spin haut ou bas. A cause de l’effet d’intrication, le second ion verra l’état du spin de son électron modifié.

C’est ce genre de jeu que pratiquent Christopher Monroe et ses collègues du Joint Quantum Institute (JQI) à l’université du Maryland.

Deux ions d’ytterbium ont été piégés dans deux cavités différentes. Le premier a été doté d’un qubit d’information et on a l’a ensuite intriqué avec le second ion présent dans un autre piège à ions distant d’un mètre, grâce à une impulsion laser.

En observant le premier ion, une superposition d’état est détruite provoquant l’émission d’un photon pouvant posséder deux états d’énergie possible. L’information portée par le premier ion est alors détruite mais, à cause de l’intrication de cet ion avec le second, l’état du deuxième ion est changé de sorte qu’il enregistre d’une certaine façon l’information qui se trouvait dans le premier.

En fonction de l’énergie du photon émis par le premier ion, on sait quels types d’opérations on peut faire subir au second pour qu’il restitue l’information concernant le premier. Les chercheurs ont constaté qu’il y avait bien eu téléportation de l’état quantique du premier ion sur le second.

Une expérience similaire avait déjà été réalisée en 2004 avec des ions mais la téléportation n’avait été faite que sur des distances microscopiques. La téléportation d’états quantiques avait déjà été réalisée, là aussi il y a des années, sur de grandes distances mais avec des photons. C’est donc la première fois que l’on réalise une téléportation d’états quantiques avec de la matière sur des distances macroscopiques. Cette performance est importante car elle rend un peu plus crédible la future réalisation d’un véritable Internet quantique pour le transfert d’informations, par exemple cryptées.

 

 

 

 

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