Des chercheurs suisses ont conçu une expérience qui permettrait aux humains de percevoir directement l’intrication quantique pour la première fois. Ils affirment que la même technique pourrait être utilisée pour l’intrication quantique de deux personnes.
Bien qu’il serait incroyablement cool d’être la première personne à être témoin d’un enchevêtrement quantique de ses propres yeux, l’expérience a été conçue pour répondre à des questions importantes et de grande portée, telles que : à quoi ressemble réellement l’enchevêtrement quantique et que ressent-on lorsqu’on est enchevêtré avec un autre être humain ?
L’intrication quantique est un phénomène étrange dans lequel deux particules quantiques interagissent de telle manière qu’elles deviennent profondément liées et “partagent” essentiellement une existence. Cela signifie que ce qui arrive à une particule affecte directement et instantanément ce qui arrive à l’autre – même si cette autre particule se trouve à plusieurs années-lumière.
Si cela vous semble trop difficile à comprendre, ne vous inquiétez pas : Einstein lui-même a eu du mal à s’y retrouver.
Son problème était que pour que l’intrication quantique fonctionne, elle devait aller à l’encontre de sa théorie spéciale du relatif, car elle exige que l’information voyage plus vite que la vitesse de la lumière. C’est ce qui l’a amené à qualifier l’intrication d'”action étrange à distance”, ce qui est en fait la façon dont Einstein dit qu’il pense que tout cela est absurde.
Pendant des décennies, les physiciens ont nié l’existence même de l’intrication quantique, mais aujourd’hui, les scientifiques intriquent des particules en quantités énormes dans des laboratoires du monde entier, et c’est la base même de l’informatique quantique – une technologie qui devrait tout changer dans la façon dont nous traitons et stockons les informations à l’avenir. (Par exemple, l ‘”ordinateur quantique ” de Google est 100 millions de fois plus rapide que votre ordinateur portable, et ce n’est même pas un véritable ordinateur quantique)
Maintenant que nous sommes capables d’enchevêtrer quantiquement des photons – ou des particules de lumière – en laboratoire avec une relative facilité, une équipe dirigée par Valentina Caprara Vivoli, de l’Université de Genève, s’est demandé ce qu’il faudrait pour que les humains puissent observer ce processus de leurs propres yeux
En théorie, nous devrions donc pouvoir remplacer le détecteur de photons d’une expérience de détection d’intrication par un œil humain et utiliser des personnes pour observer le processus.
Il suffirait d’envoyer plusieurs paires de photons intriqués au détecteur de photons humain, et le processus devrait être répété à plusieurs reprises pour qu’il puisse confirmer statistiquement que l’intrication a bien eu lieu.
Malheureusement, en réalité, ce n’est pas aussi simple, comme l’explique le MIT Technology Review :
“Le principal problème est que l’œil ne peut pas détecter des photons uniques. Au contraire, chaque bâtonnet détecteur de lumière situé à l’arrière de l’œil doit être stimulé par une bonne poignée de photons pour déclencher une détection. On pense que le plus petit nombre de photons pouvant faire l’affaire est d’environ sept, mais en pratique, les gens ne voient généralement les photons que lorsqu’ils arrivent par centaines ou milliers.
Même dans ce cas, l’œil n’est pas un photodétecteur particulièrement efficace. Un bon laboratoire d’optique dispose de photodétecteurs dont l’efficacité est largement supérieure à 90 %. En revanche, aux niveaux de lumière les plus faibles, l’œil est efficace à environ 8 %. Cela signifie qu’il manque beaucoup de photons.”
Cela signifie que sept photons doivent être enchevêtrés pour que l’œil humain les perçoive, et c’est le strict minimum – si vous voulez que quelqu’un le voie de manière fiable, vous allez devoir tirer des centaines, voire des milliers, de photons quantiques enchevêtrés, et ce n’est pas possible avec la technologie actuelle.
Quelle est donc la solution ? Amplifier ce qui est possible avec la technologie actuelle, afin que l’œil humain puisse mieux le détecter.
C’est ce que Vivoli et son équipe ont trouvé comment faire dans leur expérience hypothétique, en utilisant un processus appelé “opération de déplacement”, qui fait interférer deux particules de sorte que la phase de l’une soit modifiée par l’autre.
Comme l’explique Futurism, les physiciens pourraient utiliser un dispositif appelé séparateur de faisceau pour y parvenir :
“Un faisceau de photons cohérents provenant d’un laser est dirigé vers un séparateur, transmis à travers celui-ci, mais un changement de phase provoque ensuite sa réflexion. Si un deuxième faisceau laser interfère avec le premier, il change la phase du premier faisceau et le renvoie au lieu de le faire passer par le séparateur.
C’est donc le second faisceau qui détermine si le premier est réfléchi ou non. Ce “faisceau de commutation” n’a pas besoin d’être aussi puissant que le faisceau principal, mais il doit être cohérent, c’est-à-dire être un véritable laser, pour réussir.”
En d’autres termes, vous utilisez un photon intriqué pour modifier le passage d’un faisceau plus puissant afin de démontrer qu’ils sont liés, et ce faisceau plus puissant est celui que les observateurs humains seraient capables de voir.
Les détails de l’expérience hypothétique ont été publiés sur le site Web arxiv.org et n’ont pas encore été examinés par des pairs. Nous devons donc nous contenter de croire Vivoli et al. sur parole, mais ils affirment que cette expérience “démontre de manière convaincante la possibilité de réaliser la première expérience où l’intrication est observée par l’œil”.
Une autre limite réside dans le fait que s’asseoir et regarder des milliers – ou probablement des dizaines de milliers – d’expériences de séparation de faisceaux n’est pas exactement glamour, même avec la possibilité d’être le premier humain à observer l’intrication quantique de ses propres yeux. Les participants auront probablement besoin d’une motivation pour ne pas succomber à des micro-sommeils toutes les 30 secondes.
La solution ? L’intrication quantique des participants, bien sûr.
“Une façon d’augmenter cette motivation serait de modifier l’expérience de façon à ce qu’elle emmêle deux humains. Il n’est pas difficile d’imaginer une personne désireuse de prendre part à une telle expérience, peut-être même avec empressement”, explique le MIT Technology Review. “Cela nécessitera une configuration modifiée dans laquelle les deux détecteurs sont des yeux humains, avec leur niveau de déclenchement élevé et leur faible efficacité. On ne sait pas encore si cela sera possible avec la configuration de Vivoli et de ses collègues.”
Si vous ne savez toujours pas comment fonctionne l’intrication quantique, les versions miniatures de Derek de Veritasium sont là pour vous aider :