Intrication quantique : Des scientifiques viennent de dévoiler la toute première photo

Pour la première fois, les scientifiques ont pris la première photo au monde de l’intrication quantique – un phénomène si étrange qu’Einstein l’a décrit comme “une action fantôme à distance”.

L’image a été prise par des physiciens de l’Université de Glasgow, en Écosse, et c’est tellement époustouflant qu’on ne peut s’empêcher de la fixer.

Ce n’est peut-être pas grand-chose, mais réfléchissez-y un instant : cette image floue et grise est la première fois que nous voyons l’interaction des particules qui sous-tend l’étrange science de la mécanique quantique et constitue la base de l’informatique quantique.

L’intrication quantique (également enchevêtrement quantique) se produit lorsque deux particules deviennent inextricablement liées et que ce qui arrive à l’une affecte immédiatement l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. D’où la description de l’action fantôme à distance.

Cette photo particulière montre une intrication entre deux photons – deux particules de lumière. Ils interagissent et partagent pendant un court instant des états physiques.

Paul-Antoine Moreau, premier auteur sur le papier où l’image a été dévoilée, a déclaré à la BBC que l’image était “une démonstration élégante d’une propriété fondamentale de la nature”.

Pour capturer cette photo incroyable, M. Moreau et une équipe de physiciens ont créé un système qui a projeté des flux de photons enchevêtrés sur ce qu’ils ont décrit comme des “objets non conventionnels”.

L’expérience consistait en fait à capturer quatre images des photons sous quatre transitions de phase différentes. Vous pouvez voir l’image complète ci-dessous :

(Paul-Antoine Moreau et al., Science Advances, 2019)

Ce que vous voyez ici est en fait un composite d’images multiples des photons pendant qu’ils passent par une série de transitions à quatre phases.

Fondamentalement, les physiciens ont divisé les photons enchevêtrés et ont fait passer un faisceau à travers un matériau à cristaux liquides connu sous le nom de β-Borate de baryum, déclenchant des transitions à quatre phases.

En même temps, ils ont pris des photos de la paire enchevêtrée passant par les mêmes transitions de phase, même si elle n’avait pas traversé le cristal liquide.

Vous pouvez voir la configuration ci-dessous, le faisceau de photons enchevêtré vient du bas à gauche, une moitié de la paire enchevêtrée se sépare vers la gauche et passe à travers les quatre filtres de phase. Les autres qui vont tout droit n’ont pas traversé les filtres, mais ont subi les mêmes changements de phase.

(Paul-Antoine Moreau et al., Science Advances, 2019)

L’appareil photo a pu capturer des images de ces derniers en même temps, montrant qu’ils avaient tous les deux bougé de la même façon malgré le fait qu’ils aient été divisés. En d’autres termes, ils étaient enchevêtrés.

Alors qu’Einstein a rendu célèbre l’enchevêtrement quantique, le regretté physicien John Stewart Bell a aidé à définir l’enchevêtrement quantique et a établi un test connu sous le nom d’“inégalité de Bell“. Essentiellement, si vous pouvez briser l’inégalité de Bell, vous pouvez confirmer l’enchevêtrement quantique réel.

“Ici, nous rapportons une expérience démontrant la violation d’une inégalité de Bell dans les images observées”, a écrit l’équipe dans Science Advances.

“Ce résultat ouvre la voie à de nouveaux systèmes d’imagerie quantique… et suggère la promesse de systèmes d’information quantique basés sur des variables spatiales.”

La recherche a été publiée dans Science Advances.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche