INTRICATION QUANTIQUE

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Fonction d'onde et principe de superposition

Parler de l'intrication nécessite de clarifier la notion de fonction d'onde et d'introduire ce qu'est la superposition de deux états quantiques. La physique classique décrit un objet en spécifiant sa forme, sa matière, sa localisation, son mouvement quantifié par sa vitesse par exemple, et d'autres quantités du même type. Les forces s'exerçant sur un système modifient sa forme ou sa trajectoire, selon des équations qui décrivent l'évolution dans le temps des positions de ses composants. En physique quantique, un objet – prenons l'exemple d'un électron, mais ce qui suit s'applique à tout système – est décrit par une fonction d'onde qui n'est pas directement accessible à l'expérience. Cette fonction d'onde varie avec le temps et cette variation dépend des forces qui s'exercent sur l'électron lorsqu'il traverse par exemple un champ magnétique ou qu'il s'approche d'un noyau atomique. Son énergie est reliée à l'action sur la fonction d'onde d'un « opérateur », appelé hamiltonien en l'honneur du mathématicien et physicien irlandais William Rowan Hamilton (1805-1865). Dans l'expression de cet opérateur sont codées toutes les forces qui pourraient agir sur l'électron. Les autres quantités caractérisant l'objet, la position de cet électron par exemple, sont aussi reliées à l'action d'un opérateur mathématique. L'originalité de la description quantique est que cette action d'un opérateur ne donne pas, en général, une valeur unique à l'observable, mais au contraire un ensemble de valeurs possibles, chacune assortie d'une amplitude de probabilité. C'est en ce sens que la physique quantique décrit les phénomènes avec un flou probabiliste quant à l'occurrence d'une situation ou d'une autre parmi les possibles, tout en restant prédictive puisqu'elle permet de calculer les probabilités de chacune d'elles.

La possibilité de superposition des fonctions d'onde est un principe fondateur de la physique quantique, et ses conséquences ont été de nombreuses fois vérifiées expérimentalement. Prenons l'exemple d'un photon qui peut être polarisé da [...]


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Intrication quantique de deux photons

Intrication quantique de deux photons
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Niels Bohr et Albert Einstein

Niels Bohr et Albert Einstein
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Téléportation quantique aux Canaries

Téléportation quantique aux Canaries
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  • : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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Le phénomène d'intrication des états quantiques est aujourd'hui un des domaines les plus actifs de la physique où des résultats souvent inattendus paraissent chaque mois. Ainsi, des physiciens autrichiens ont récemment conçu et réalisé une nouvelle technique d'intrication qui met en jeu des photons portant un grand moment orbital angulaire. Les auteurs de cette étude considèrent que l'intricatio […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, « INTRICATION QUANTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/intrication-quantique/