Qu’est-ce que l’intrication quantique ?

La mécanique quantique n’est certainement pas un sujet simple à comprendre, mais il s’agit tout autant d’un sujet passionnant. Impliquée dans le développement de nombreuses technologies nécessaires à l’informatique, la météorologie et la communication, l’intrication quantique est une des parties les plus passionnantes de la mécanique quantique.

Une science particulièrement complexe

L’intrication quantique est au cœur de nombreuses applications de la communication et de l’information quantiques. Bien au-delà de ce qui est déjà actuellement possible, l’intrication quantique offre de nombreuses possibilités. En effet, le phénomène d’intrication quantique a des applications dans les technologies émergentes de l’informatique quantique et de la cryptographie quantique, et a été utilisé pour réaliser expérimentalement la téléportation quantique. Très certainement, cela peut sembler très flou pour les profanes, et pour mieux comprendre, commençons par en apprendre plus sur ce qu’est la physique quantique.

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La physique quantique est la science du comportement de la matière et de la lumière à l’échelle atomique et subatomique. En des termes plus simples, la mécanique quantique est la partie de la physique qui concerne les choses qui bougent, des boulets de canon aux balles de tennis en passant par les voitures, les fusées et les planètes. Ainsi, il s’agit d’une partie de la physique qui décrit les mouvements des objets aux niveaux moléculaire, atomique et subatomique, tels que les photons et les électrons. L’intrication quantique – également appelée enchevêtrement quantique – est un phénomène de la physique quantique qui se produit lorsqu’un groupe de particules est généré, interagit ou partage une proximité spatiale.

Plus précisément, l’intrication quantique se produit lorsque deux particules sont inextricablement liées, quels que soient la distance ou les obstacles qui les séparent l’une de l’autre. Bien que ces particules enchevêtrées ne soient pas physiquement connectées, elles peuvent toujours partager instantanément des informations les unes avec les autres. Ainsi, l’observation de l’une des particules peut fournir automatiquement des informations sur les autres particules intriquées. Et toute action sur l’une de ces particules aura invariablement un impact sur les autres dans le système intriqué.

Une théorie source de nombreuses controverses

Cela fait de l’enchevêtrement quantique un sujet des plus controversés, dans la mesure où il enfreint l’une des règles physiques les plus strictes : aucune information ne peut être transmise plus rapidement que la vitesse de la lumière. Étant donné la controverse, de nombreux physiciens de génie se sont penchés sur ce sujet, dont Boris Podolsky, Erwin Schrödinger, Nathan Rosen et Albert Einstein. Les recherches d’Einstein – en collaboration avec Podolsky et Rosen – sur l’intrication quantique ont notamment abouti à ce que l’on appelle le paradoxe EPR.

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Ce paradoxe est une expérience de pensée destinée à démontrer le paradoxe inhérent à l’enchevêtrement quantique. Selon le paradoxe EPR, une mesure peut être effectuée sur une particule sans la perturber directement, en effectuant une mesure sur une particule intriquée distante. Cela va à l’encontre de l’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique, qui stipule que chaque particule est individuellement dans un état incertain jusqu’à ce qu’elle soit mesurée, moment auquel l’état de cette particule devient certain. Ainsi, le paradoxe soutient le fait que la description de la réalité physique fournie par la mécanique quantique est incomplète. Il fournit également l’exemple le plus connu de l’intrication quantique.