À la recherche d’une non-localité plus forte à l’aide d’ordinateurs quantiques

Imaginez que vous possédiez une paire de gants. Ces gants forment une paire et sont donc corrélés d’une certaine manière, quelle que soit leur distance. Un jour, vous placez l’un des gants dans votre sac à dos et sautez dans un vol pour vous rendre dans un autre pays, tandis que l’autre gant reste à la maison. Selon la non-localité quantique, si vous changiez la couleur du gant que vous avez apporté avec vous, la couleur du gant chez vous changerait aussi instantanément, bien qu’elle soit séparée par une grande distance.

La non-localité viole de nombreux concepts prédits par la physique classique, où les propriétés des particules sont prédéterminées et le changement ne se produit que par une interaction physique directe ou des champs propagés à une vitesse finie. La non-localité a un large éventail d’implications pour comprendre l’avenir de la réalité, la mécanique quantique et le développement des technologies quantiques.

Il existe plusieurs manières de définir et d’interpréter la non-localité. Par exemple, un ensemble d’expressions mathématiques appelées inégalités de Bell et CHSH démontre la non-localité en violant les inégalités. Pendant ce temps, Lucien Hardy a proposé une interprétation alternative de la non-localité quantique en 1992 lorsqu’il a développé le paradoxe de Hardy.

Supposons qu’il existe trois quantités A, B et C, où A est supérieur à B et B est supérieur à C. Intuitivement, et selon une propriété mathématique fondamentale connue sous le nom de propriété transitive (ou théories des variables cachées locales en physique), cette rendrait A supérieur à C.

Cependant, Hardy a noté qu’il y a encore de la place pour une situation où C est supérieur à A. Cela viole la propriété transitive, et de telles violations sont possibles dans le monde quantique lorsque les particules sont enchevêtrées les unes avec les autres. En d’autres termes, c’est la non-localité.

Nous pouvons utiliser “pierre-papier-ciseaux” pour imaginer cela. S’il est évident que la pierre bat les ciseaux et que les ciseaux battent le papier, il est impossible que la pierre bat le papier. Le papier battant la roche ne correspond à aucun raisonnement mathématique, d’où la raison pour laquelle il s’agit d’un paradoxe.

Une étude récente, publiée dans la revue Examen physique américain A, a fait des révélations intéressantes sur la non-localité de Hardy. L’étude a été co-écrite par le Dr Le Bin Ho du Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences (FRIS) de l’Université de Tohoku.

“La non-localité de Hardy a des implications importantes pour la compréhension de la mécanique quantique fondamentale, et elle est vitale pour renforcer la probabilité de non-localité”, a déclaré Le. “Nous avons utilisé des ordinateurs et des méthodes quantiques pour étudier la mesure de la non-localité de Hardy afin d’améliorer sa probabilité.”

Le et ses collègues l’ont fait en proposant un cadre théorique pour atteindre une probabilité non locale plus élevée. Ils ont vérifié cela en utilisant un modèle théorique et une simulation quantique.

Bien que des études antérieures aient montré le contraire, ils ont découvert que la probabilité non locale augmente à mesure que le nombre de particules augmente. Cela suggère que les effets quantiques persistent même à des échelles plus grandes, défiant davantage les théories classiques de la physique.

Le dit que ces découvertes ont des ramifications importantes pour comprendre la mécanique quantique et ses applications potentielles dans les communications. “Comprendre la non-localité quantique peut conduire à des avancées technologiques révolutionnaires, telles que la transmission sécurisée d’informations par le biais de la communication quantique via des ressources non-localisées.”