L'intrication quantique peut être une mesure du libre arbitre

La nature de la mécanique quantique a contraint les chercheurs à reconsidérer leur propre rôle dans le processus scientifique. Fini l'idée victorienne selon laquelle la mesure est objective et absolue. Aujourd'hui, nous savons que dans le monde quantique, il est impossible de séparer le mesuré du mesureur. Mais exactement quel rôle joue la mesure dans l'univers, nous n'avons pas encore compris.

Une idée intrigante est que certains types d'expériences peuvent démêler la nature de la mesure. Et une classe d'expériences particulièrement importante concerne l'intrication quantique, le phénomène extrêmement déroutant dans lequel des objets largement séparés partagent la même existence (ou en termes scientifiques, sont décrits par la même fonction d'onde).

Imaginez deux particules qui sont ainsi enchevêtrées. Avant toute mesure, ces particules sont dans une superposition d'états. Ensuite, une mesure sur l'un influence immédiatement l'autre, déterminant en quelque sorte le résultat d'une mesure sur celui-ci.

De nombreuses expériences ont montré que cette influence se produit aussi instantanément qu'il est possible de mesurer et ne peut certainement pas être médiée par un signal de vitesse de la lumière. Les mêmes expériences excluent également toute corrélation cachée entre les particules dans laquelle le résultat de toute mesure est convenu à l'avance. Imaginez, par exemple, une main invisible qui oblige les expérimentateurs à effectuer sans le savoir des mesures qui donnent toujours l'impression que cette action effrayante à distance se produisait.

Aujourd'hui, Jonathan Barrett de l'Université de Bristol et Nicolas Gisin de l'Université de Genève nous proposent une nouvelle approche intéressante de ce problème. Ils supposent que l'intrication se produit comme la mécanique quantique le proscrit, puis demandent de combien de libre arbitre un expérimentateur doit disposer pour écarter la possibilité d'une interférence cachée.

La réponse est curieuse. Barret et Gisin prouvent que s'il existe des informations partagées par les expérimentateurs et les particules qu'ils doivent mesurer, alors l'intrication peut s'expliquer par une sorte de processus caché qui est déterministe.

Concrètement, cela signifie qu'il ne peut y avoir de partage d'informations entre les générateurs de nombres aléatoires qui déterminent les paramètres des expériences à réaliser, et les particules à mesurer.

Mais il en va de même pour les expérimentateurs eux-mêmes. Cela signifie qu'il ne peut y avoir aucune information partagée entre eux et les particules à mesurer non plus. En d'autres termes, ils doivent avoir un libre arbitre total.

En fait, si un expérimentateur manque ne serait-ce qu'un seul brin de libre arbitre, la mécanique quantique peut être expliquée en termes de variables cachées. Inversement, si nous acceptons la véracité de la mécanique quantique, alors nous sommes en mesure de placer une limite sur la nature du libre arbitre.

C'est une manière intéressante d'énoncer le problème de l'intrication et suggère un certain nombre d'énigmes prometteuses et connexes : qu'en est-il des systèmes qui sont partiellement intriqués et d'autres dans lesquels plus de deux particules s'enchevêtrent.

Le libre arbitre n'a jamais été aussi fascinant.

Réf : arxiv.org/abs/1008.3612 : Combien de libre arbitre est nécessaire pour démontrer la non-localité ?

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