L’intrication signifie que deux objets quantiques partagent une description commune, appelée état conjoint, au lieu que chacun possède sa propre description indépendante. Ce qui est surprenant, c’est que cet état conjoint peut déterminer la relation entre les résultats de leurs mesures, même lorsque les objets sont très éloignés l’un de l’autre. Ce cours vous aidera à développer une intuition concrète de ce concept à l’aide d’exemples simples, puis montrera précisément où cette intuition quotidienne fait défaut et pourquoi la version quantique reste cohérente et vérifiable.
Une bonne façon de se représenter ce concept est de se concentrer sur les résultats. L’intrication ne renvoie pas tant à un lien invisible reliant les particules qu’à une règle définissant quelles paires de résultats peuvent apparaître simultanément lors d’une mesure.
Avant d’aller plus loin, examinons une illustration qui présente la paire tantôt comme une entité unique, tantôt comme deux éléments distincts.
Lorsque l’état est séparable, chaque objet possède son propre ensemble de probabilités ; les réunir revient alors à combiner deux lancers de dés indépendants. Lorsque l’état est intriqué, la paire présente des probabilités qui lui sont propres ; il est impossible de les reconstituer à partir de deux éléments indépendants sans perdre d’informations sur leur relation.
Imaginez deux pièces enfermées dans deux boîtes. Vous et un ami recevez chacun une boîte et les ouvrez plus tard. Dans un scénario classique, les pièces auraient pu être préparées à l’avance pour toujours correspondre ou toujours être opposées, avant même que les boîtes ne soient séparées. Cette explication repose sur des propriétés cachées et déjà déterminées.
L’intrication reproduit ce schéma de correspondance, mais modifie le moment où un résultat défini apparaît. On obtient toujours de fortes corrélations, mais il est impossible de considérer que chaque pièce porte sa propre face définie depuis le début. La paire semble obéir à une règle commune régissant les résultats conjoints, et les résultats individuels ne deviennent définis qu’au moment de la mesure.
Pour comparer ces deux scénarios côte à côte, consultez la comparaison suivante.
Changement fondamental Une corrélation classique peut résulter de valeurs prédéfinies. L’intrication, en revanche, est une corrélation qui ne peut s’expliquer par des valeurs prédéfinies pour chaque partie.
Une mesure est une interaction qui produit un résultat unique, précis et enregistré, tel que le clic d’un détecteur ou une tache sur un écran. Avant la mesure, l’état conjoint associe des probabilités aux résultats conjoints possibles. Après la mesure, on obtient un résultat effectif, et la description utilisée par la suite est mise à jour pour en tenir compte.
C’est pourquoi l’acte d’observer est crucial en physique quantique. Observer ne fait pas intervenir l’esprit humain ; il s’agit de lier le système à un enregistrement macroscopique, de sorte qu’un résultat unique puisse servir de base fiable pour prédire la suite des événements.
Essayez de modifier le moment où la mesure a lieu et observez comment la probabilité se transforme en un résultat enregistré unique.