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Une approche échevelée aux photons enchevêtrés. Le cuisinier quantique Au croissant quantique Les croissants quantiques.

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Présentation au sujet: "Une approche échevelée aux photons enchevêtrés. Le cuisinier quantique Au croissant quantique Les croissants quantiques."— Transcription de la présentation:

1 Une approche échevelée aux photons enchevêtrés

2 Le cuisinier quantique Au croissant quantique Les croissants quantiques

3 À mi-chemin, pâte levée L ou effoirée E Au bout du trajet, croissant bon B ou mauvais M Mesures

4 PauleSimonRésultat LL9 % LB100 % BL BB? JAMAIS !

5 La mécanique quantique en trois coups de cuiller à pot Létat quantique dun corpuscule est caractérisé par une fonction donde, interprétée comme une amplitude de probabilité de présence. Lévolution au cours du temps de la fonction donde est donnée par léquation de Schrödinger:

6 On peut associer une observable A (opérateur hermitique) à une quantité physique mesurable A. Le principe de décomposition spectrale sap- plique à la mesure de A sur : Le résultat de la mesure appartient forcément au spectres des valeurs propres (réelles) a de lobservable A À chaque valeur propre a est associée une fonction donde spécifique Le résultat de la mesure de A est aléatoire. La probabilité dobtenir la valeur a lors de la mesure est donnée par:

7 Si on refait encore la mesure de A sur le corpuscule, on obtiendra nécessairement a comme résultat. Autrement dit, la fonction donde initiale du corpuscule a été projetée sur la fonction donde.

8 Exemple: le champ électromagnétique Fréquence, vecteur donde Relation de dispersion: Champ électrique:

9 Effet dun polariseur Cas classique: La composante de parallèle à laxe du polariseur est transmise. Cas quantique: Le champ électroma- gnétique est composé de corpuscules appelés photons. Un photon est transmis ou pas, avec une probabilité de. Si le photon est transmis, sa polarisation est parallèle à laxe du polariseur.

10 Petit test «contrafactualité»

11 Définition Un état intriqué (on utilise aussi enchevêtré) est un état quantique décrivant deux systèmes (ou plus) qui ne peut sexprimer sous la forme dun produit détats correspon- dant à chaque système.

12 On trouve nécessairement GH DV GV DH

13 Paradoxe EPR 1/2 montage suffisant! Action à distance !?!

14 Téléportation quantique

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16 EPR: Si on peut mesurer une propriété dune particule 1 à distance en faisant une mesure sur une particule 2 et sil est inconcevable que la mesure sur 2 puisse influencer 1, alors la particule 1 devait posséder la propriété mesurée avant la mesure! Réponse de Bohr: «complémentarité» La sélection des orientations des polariseurs constitue un choix délibéré des observateurs. La corrélation étroite des résultats découle directement de ce choix préalable, qui fait partie du processus de préparation.

17 «Variables cachées» et théorème de Bell John Stewart Bell

18 Nécessairement vrai si la «localité» tient: le résultat dune mesure sur un photon nest pas affecté par la mesure dun autre.

19 Cas quantique

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22 Théorème de Bell: cas général 1ère corrélation: 2ième corrélation: Inégalité de Bell:

23 Corrélation: cas quantique

24 Expériences A.Aspect et coll., Phys. Rev. Lett. 49, 1804 (1982): cascade radiative Deux failles identifiées: Tous les photons ne sont pas détectés Lorientation des polariseurs est déterminée

25 Conversion paramétrique spontanée Processus non linéaire par lequel un photon se scinde en deux

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27 Phys. Rev. Lett. 81, 3059 (1998)

28 Lab 1 Lab m source Fenêtre de coïncidence de 6 ns, séparation temporelle de 1,3 s

29 Si S > 2 => MQ non locale. (max: S MQ =2,83) Weihs et coll. trouvent reste léchappatoire de la détection: les photons détectés sont différents des autres!

30 Pour en savoir plus A. Zeilinger, Rev. Mod. Phys. 71, S288 (1999) D. Deihlinger et M. W. Mitchell, «Entangled photons, nonlocality, and Bell inequalities in the undergraduate laboratory», Am. J. Phys. 70, 903 (2002) N. Argaman, «Bells theorem and the causal arrow of time», Am. J. Phys. 78, 1007 (2010) P. G. Kwiat et L. Hardy, «The mystery of quantum cakes», Am. J. Phys. 68, 33 (2000) A. Rae, «Quantum physics: illusion or reality?» (Cambrige U. Press, 1986)


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