Un physicien découvre comment téléporter de l'énergie

En 1993, Charlie Bennett du Watson Research Center d'IBM dans l'État de New York et quelques amis ont montré comment transmettre des informations quantiques d'un point de l'espace à un autre sans traverser l'espace intermédiaire.

La technique repose sur l'étrange phénomène quantique appelé intrication, dans lequel deux particules partagent la même existence. Cette connexion profonde signifie qu'une mesure sur une particule influence immédiatement l'autre, même si elles sont à des années-lumière l'une de l'autre. Bennett et compagnie ont trouvé comment exploiter cela pour envoyer des informations. (L'influence entre les particules peut être immédiate, mais le processus ne viole pas la relativité car certaines informations doivent être envoyées classiquement à la vitesse de la lumière.) Ils appelèrent la technique la téléportation.

Ce n'est pas vraiment une exagération de son potentiel. Les particules quantiques ne se distinguant pas sans l'information qu'elles véhiculent, il n'est pas nécessaire de les transmettre elles-mêmes. Une idée beaucoup plus simple est d'envoyer les informations qu'ils contiennent à la place et de s'assurer qu'il y a un approvisionnement prêt de particules à l'autre extrémité pour prendre leur identité. Depuis lors, les physiciens ont utilisé ces idées pour téléporter des photons, des atomes et des ions. Et il n'est pas trop difficile d'imaginer que des molécules et peut-être même des virus pourraient être téléportés dans un avenir pas si lointain.

Mais Masahiro Hotta de l'université de Tohoku au Japon a eu une idée bien plus exotique. Pourquoi ne pas utiliser les mêmes principes quantiques pour téléporter l'énergie ?

Aujourd'hui, s'appuyant sur un certain nombre d'articles publiés l'année dernière, Hotta expose son idée et ses implications. Le processus de téléportation consiste à faire une mesure sur chacun d'une paire de particules enchevêtrées. Il précise que la mesure sur la première particule injecte de l'énergie quantique dans le système. Il montre alors qu'en choisissant soigneusement la mesure à faire sur la seconde particule, il est possible d'extraire l'énergie d'origine.

Tout cela est possible car il y a toujours des fluctuations quantiques dans l'énergie de toute particule. Le processus de téléportation vous permet d'injecter de l'énergie quantique en un point de l'univers, puis d'exploiter les fluctuations d'énergie quantique pour l'extraire d'un autre point. Bien sûr, l'énergie du système dans son ensemble est inchangée.

Il donne l'exemple d'un chapelet d'ions intriqués oscillant dans un piège à champ électrique, un peu comme les boules de Newton. La mesure de l'état du premier ion injecte de l'énergie dans le système sous la forme d'un phonon, un quantum d'oscillation. Hotta dit qu'effectuer le bon type de mesure sur le dernier ion extrait cette énergie. Comme cela peut être fait à la vitesse de la lumière (en principe), le phonon ne traverse pas les ions intermédiaires, il n'y a donc pas de chauffage de ces ions. L'énergie a été transmise sans traverser l'espace intermédiaire. C'est la téléportation.

La manière dont nous pourrions exploiter la capacité de téléporter l'énergie n'est pas encore claire. Postez vos suggestions dans la section commentaires si vous en avez.

Mais ce qui est vraiment excitant, ce sont les implications que cela a pour les fondements de la physique. Hotta dit que son approche donne aux physiciens un moyen d'explorer pour la première fois la relation entre l'information quantique et l'énergie quantique.

On a de plus en plus le sentiment que les propriétés de l'univers sont mieux décrites non par les lois qui régissent la matière, mais par les lois qui régissent l'information. Cela semble être vrai pour le monde quantique, est certainement vrai pour la relativité restreinte et est actuellement exploré pour la relativité générale. Avoir un moyen de gérer l'énergie sur le même pied peut aider à rapprocher ces divers brins.

Des trucs intéressants. On ne sait pas où ce genre de réflexion pourrait mener.

Réf : arxiv.org/abs/1002.0200 : Relation énergie-intrication pour la téléportation d'énergie quantique

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