Changement d'état en tant que forme de communication : expérience de pensée et paradoxe

[junglist85]

Bonjour, je suis tout nouveau sur ce forum... Aussi je suis désolé de la mise en forme. J'espère être compréhensible. J'aimerais vous partager une expérience de pensée qui, il me semble, provoque un paradoxe. Mes connaissances en physique sont limitées, aussi j'aimerais comprendre où se trouve mon (mes ? ) erreur(s) dans ce résonnement ci-décrit ? Je vous remercie d'avance !

• Configuration :
  • Un émetteur génère en continu des paires de particules intriquées.
  • Chaque membre de la paire est dirigé vers un observateur différent, A et B, situés à des emplacements distincts et équidistants de l’émetteur (de telle sorte que chaque particule intriquée leur parvienne simultanément).

• Mesures Quantiques :
  • A peut effectuer des mesures quantiques sur sa particule intriquée, modifiant ainsi son état (par exemple en allumant et éteignant un détecteur permettant de déterminer la position de la particule qui passe à ce moment-là).
  • Les changements d'état sont instantanément observés par B sur sa particule intriquée correspondante (via un dispositif tel que celui proposé par l’expérience des fentes de Young par exemple).

• Communication :
  • A et B ont convenu d'associer la présence ou l'absence d'interférences (selon les actions de A, et observé par B ) à une séquence binaire (par exemple, "1" pour présence et "0" pour absence), ainsi que de leur interprétation comme code (par exemple, ASCII).

• Mise en Pratique :
  • A effectue des mesures quantiques modifiant l'état de sa particule intriquée.
  • B observe instantanément les changements d'interférences, lui permettant ainsi de déchiffrer le message selon le code qu’ils ont défini préalablement.

Paradoxe : Si A peut communiquer de cette manière avec B, et si communiquer signifie transmettre de l'information, alors A serait en capacité de transmettre de l'information en quelques secondes à B, même si celui-ci se situe à des années-lumière !

[bongo]

• Configuration :
  • Un émetteur génère en continu des paires de particules intriquées.
  • Chaque membre de la paire est dirigé vers un observateur différent, A et B, situés à des emplacements distincts et équidistants de l’émetteur (de telle sorte que chaque particule intriquée leur parvienne simultanément).

Deux particules peuvent être intriquées à partir du moment où chaque particule est dans une superposition d'état (sinon il y a pas d'intérêt), de plus, il faut que les états des deux particules soient corrélés.

Exemple, si une particule A peut être dans deux états, on peut écrire son état :
|particule A> = |état 1> + |état 2>

Mais pour que son état soit corrélé avec la particule B, en fait il faut écrire :
|particule A, particule B> = |état 1A, état 1B> + |état 2A, état 2B>

De sorte que si la première est dans l'état 1A, la seconde est dans l'état 1B, si la première est dans l'état 2A, la seconde est dans l'état 2B.

• Mesures Quantiques :
  • A peut effectuer des mesures quantiques sur sa particule intriquée, modifiant ainsi son état (par exemple en allumant et éteignant un détecteur permettant de déterminer la position de la particule qui passe à ce moment-là).
  • Les changements d'état sont instantanément observés par B sur sa particule intriquée correspondante (via un dispositif tel que celui proposé par l’expérience des fentes de Young par exemple).

Je pense qu'il y a un contresens là.
L'observateur A ne peut pas modifier l'état de la particule... il peut juste faire une mesure, et voir si la particule 1 est dans l'état A ou l'état B c'est tout.
Une fois l'état mesuré, l'état de la deuxième particule est aussi déterminé. Après les particules sont décorrélées et tu peux modifier comme tu veux l'état de la première, cela n'influencera pas l'état de la seconde.

• Communication :
  • A et B ont convenu d'associer la présence ou l'absence d'interférences (selon les actions de A, et observé par B ) à une séquence binaire (par exemple, "1" pour présence et "0" pour absence), ainsi que de leur interprétation comme code (par exemple, ASCII).

Je n'ai pas compris où ni avec quoi la particule interférait... (elle peut interférer en traversant un dispositif type Michelson, mais ça n'a rien à voir avec l'intrication.

[junglist85]

Merci pour ta réponse !

Comme exprimé dans mon premier message, mes connaissances en physiques sont limitées, aussi peut-être mon vocabulaire employé pour exprimer mon idée est parfois erroné.

Je vais donc reformuler cette expérience de pensée avec plus de précisions dans l’espoir d’être plus compréhensible.

• Configuration :
  
  • Premièrement, l’émetteur génère des paires de particules intriquées en continu. L’idée, en fait, c’est qu’il émette ainsi 2 faisceaux dans des directions opposées, de telle sorte que, par exemple, la particule p1 du premier faisceau soit intriquée à la particule p1’ du second faisceau, p2 (premier faisceau) à p2’ (second faisceau), p3 à p3’, etc…
  • A l’extrémité de chaque faisceau se trouve un individu. Nommons les Pierre et Jean par exemple (A et B étaient en fait des personnes dans ma description précédente, pas des particules, ni des états).
  Ils sont situés à une distance égale de l’émetteur, de sorte que lorsque la particule px arrive à la hauteur de Pierre, sa particule intriquée px’ arrive au même instant à la hauteur de Jean.

• Mesures Quantiques :
  
  Sans doute, c’est ici que je me suis le plus mal exprimé. Reprenons, de manière plus détaillée :
  
  • Pierre dispose d’un appareil qui est capable de mesurer chaque particule qui passe à son niveau à un moment donné. Il dispose également d'un interrupteur qui lui permet d’allumer ou éteindre cet appareil de mesure.
  • Du côté de Jean, un dispositif, du type fentes de Young, est installé.
  De ce que j’ai cru comprendre de l’expérience des fentes de Young, c’est que lorsque l’appareil de mesure dont dispose Pierre est sur Off (les particules intriquées ne sont donc pas « mesurées » - et peu importe que la mesure soit la position ou autre chose en réalité), Jean observera (d’après ce que j’ai cru comprendre donc) des motifs d’interférences, via son dispositif semblable à celui de l'expérience des fentes de Young, tandis que lorsque l’appareil de Pierre est sur On, alors ces motifs d’interférences disparaîtront (à cause de l’effondrement de la fonction d’onde selon l’interprétation de Copenhague – mais peu importe le pourquoi en réalité, c’est cet effet de « il y a des interférences / il n’y a pas d’interférences » qui est recherché !)
  A noté également que nous ne sommes pas sur l’observation ou non d’une seule particule, mais sur un flux « continu » : l’action On/Off de Pierre sur son appareil de mesure agira effectivement sur chacune des particules individuelles qui composent le faisceau, mais l’idée est donc bien que ça soit continu, que lorsque Pierre active/désactive l’appareil de mesure, celui-ci aura un « effet » (ou non) sur les nouvelles particules du faisceau qui lui parvient, et que toutes ces nouvelles particules en question sont bien intriquées avec celles qui arrivent au même moment à Jean…

• Communication :
  

  Je n'ai pas compris où ni avec quoi la particule interférait...

  C’est donc sur ce que peut observer Jean (motifs d’interférences / pas de motifs d’interférences) que se baserait un protocole de communication !
  Cela pourrait être du binaire comme proposé dans mon premier message, mais on pourrait tout aussi bien imaginé un autre tel que : une seconde de « pas d’interférences » suivit d’une seconde d’ « interférences » correspond à un point, et deux secondes de « pas d’interférences » suivit d’une seconde d’ « interférences » correspond à une barre ; et nous voilà avec la possibilité pour Pierre et Jean de communiquer en morse !

• Paradoxe :
  
  Pierre serait donc ainsi capable d’envoyer le message « SOS » à Jean en morse en à peine quelques secondes via ce système, quand bien même nos deux protagonistes seraient situés à plusieurs années-lumière l’un de l’autre, ce qui, il me semble, entre en conflit avec l’idée qu’aucune information ne peut se propager plus vite que la lumière (et le message « SOS » peut bien être considéré comme de l’information, non ?)

Voilà, j’espère avoir été plus clair cette fois-ci et que tu (ou quelqu’un d’autre que ça intéresserait) puisses m’expliquer ou mon raisonnement pèche.

Encore un tout grand merci de m’avoir accordé ton temps en tout cas !

[junglist85]

Revoici l'expérience reformulée + clairement :

• Configuration :
  • Un émetteur génère en continu des paires de particules intriquées.
  • Chaque membre de la paire est dirigé vers un observateur différent, Pierre et Jean, situés à des emplacements distincts et équidistants de l’émetteur (de telle sorte que chaque particule intriquée leur parvienne simultanément) : lorsqu'une particule px du premier faisceau arrive à Pierre, la particule px' du second faisceau arrive à Jean au même instant.

• Mesures Quantiques :
  • Pierre dispose d'un appareil permettant d'effectuer une mesure sur chacune des particules (par exemple pour déterminer sa position) qu'il peut allumer et éteindre quand il le souhaite.
  • Chez Jean est installé un dispositif semblable à celui utilisé pour l'expérience des fentes de Young.
  • Lorsque l'appareil de Pierre est éteint, alors Jean observera des motifs d'interférences. Lorsqu'il est allumé, alors ces motifs disparaîtront. ( Est-ce bien correct ??? )

• Communication :
  • Pierre et Jean ont convenu d'associer la présence ou l'absence d'interférences (selon les actions de Pierre, et observé par Jean ) à une séquence binaire (par exemple, "1" pour présence et "0" pour absence), ainsi que de leur interprétation comme code (par exemple, ASCII).

• Mise en Pratique :
  • Pierre effectue, ou pas, des mesures sur les particules du faisceau passant, provoquant, ou pas, l'effondrement de la fonction d'onde de celles-ci (selon l'interprétation de Copenhague - mais peu importe la raison en fait le but est le point suivant ).
  • Jean observe instantanément les changements (apparition ou disparition) des motifs d'interférences, lui permettant ainsi de déchiffrer le message selon le protocole qu’ils auront défini préalablement.

Paradoxe : Si Pierre peut communiquer de cette manière avec Jean, et si communiquer signifie transmettre de l'information, alors Pierre serait en capacité de transmettre de l'information en quelques secondes à Jean, même si celui-ci se situe à des années-lumière... Ce qui est contradiction avec la théorie de la relativité restreinte !