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24 septembre 2012 1 24 /09 /septembre /2012 11:35

                   La téléportation quantique, un test pour les neutrinos.

 

En premier lieu je reviens sur le livre de N. Gisin, précédemment évoqué. Il y a dans cet ouvrage un chapitre consacré à la téléportation qui est à l’origine de ce que je vais exposer ci-dessous. On pourra valablement se référer aussi à l’article d’A. Zeilinger : ‘La téléportation quantique’, in ‘Pour la science’, juillet-septembre 2010. Je vous donne ces références car ils expliquent correctement l’état de l’art de cette téléportation, jusqu’où on peut aller actuellement et quelles sont les perspectives au moins jusqu’à moyen terme. Ceci me permet de ne pas m’attarder sur le protocole et les conditions de la réalisation d’opérations de téléportation, mais n’oublions pas que les propriétés de l’intrication y jouent un rôle primordial.

Pourquoi la téléportation quantique est possible ? Parce que un objet est caractérisé par la matière-énergie qui le constitue et l’état physique de celle-ci. Plus précisément à la page 100 du livre de N. Gisin : « Au niveau quantique, la substance d’un électron est sa masse et sa charge électrique (ainsi que d’autres attributs permanents), tandis que ses nuages de positions et de vitesses potentielles constituent son état physique. Pour un photon, particule de lumière sans masse, la substance est son énergie et son état physique est constitué par sa polarisation et par ses nuages de positions et ses fréquences de vibration potentielles. En téléportation quantique, on ne téléporte pas tout l’objet, mais seulement son état quantique… Quand on téléporte l’état quantique d’un objet, l’original doit nécessairement disparaître, sinon on aboutirait à deux copies ce qui contredirait le théorème de non-clonage.

Résumons. En téléportation quantique, la substance (masse, énergie) de l’objet initial demeure au lieu de départ, disons chez Alice, mais toute la structure (son état physique) s’évapore. Par exemple, si Alice téléporte un canard sculpté dans la pâte à modeler, la pâte demeure sur place, mais la forme disparaît : A l’arrivée, disons chez Bob, à une distance en principe arbitraire (et en un lieu qui peut être inconnu d’Alice), une pâte informe initialement présente chez Bob acquiert l’exacte forme du canard initial, exacte jusqu’au moindre détail atomique. »

Ceci étant dit, nous n’en sommes pas là, mais considérons un exemple plus réaliste et plus abstrait : la polarisation d’un photon. Bien sûr que seul l’état de polarisation du photon ou bien, plus généralement, son état quantique est téléporté, et non pas le photon lui-même. Mais n’oublions pas que l’état quantique d’un photon le définit de façon univoque, donc le fait de téléporter son état est équivalent à la téléportation de l’objet en question. Des expériences ont déjà été réalisées avec succès, citons en Europe : à Innsbruck et à Rome.

Maintenant je peux développer et expliciter la deuxième partie du titre de l’article ‘un test pour les neutrinos’. En effet dans celui posté le 27/05/2012, j’ai, en dernière partie, proposé l’hypothèse que le neutrino électronique serait ce qui reste quand l’électron n’a plus de charge électrique de même pour le neutrino muonique, reliquat du muon et du neutrino tauique reliquat du tau. Ce qui fait que d’un point de vue quantique il n’y a que la charge électrique élémentaire qui distingue un électron de son neutrino. On pourrait donc envisager de tester une téléportation quantique avec au départ un électron et à l’arrivée le neutrino électronique à condition de se concentrer, dans le processus de la téléportation, sur les paramètres (hors charge électrique) qui leurs sont communs et qui déterminent leur état physique.

 La faisabilité d’une telle expérience n’est pas si lointaine car la production de neutrinos est de mieux en mieux maîtrisée sur site (voir CernCourier, Mai 2012 : Towards a neutrino production line) et l’intrication d’électrons est aussi une opération qui se banalise.

Si cette expérience était réalisée avec des résultats interprétables, alors on pourra évaluer si mon hypothèse est valable ou au contraire est sans intérêt. Si des indices intéressants étaient obtenus avec : électron à l’origine et neutrino à l’arrivée, il sera évidemment impossible de prévoir l’expérience réciproque toujours avec des électrons intriqués car il n’est pas envisageable de prévoir le surgissement de la charge électrique élémentaire à l’arrivée. Il y aurait là un processus de création, ce qui n’est pas du domaine de la téléportation.  Pour reprendre l’exemple de N. Gisin on peut envisager qu’au départ nous ayons un canard initial entier et à l’arrivée un canard sans tête mais le processus réciproque ne peut pas être envisagé puisque la quantité de pâte informe correspondant à la tête n’est pas à l’origine du processus.

En ce qui concerne l’expérience avec des neutrinos intriqués il me semble que cela est beaucoup plus compliqué car la faisabilité de l’intrication de neutrinos ne semble évidemment pas envisageable concrètement à l’heure actuelle.

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