2024-02-14 20:36:00
Une équipe de scientifiques de l’Université d’Ottawa offre un aperçu des mystères de l’intrication quantique.
Une étude récente, intitulée Extending the Known Region of Nonlocal Boxes that Collapse Communication Complexity et publiée dans Physical Review Letters (PRL), révèle que diverses extensions théoriques de la théorie quantique sont considérées comme non physiques lorsqu’elles sont testées par rapport au principe de complexité de communication non triviale. Ces extensions de la théorie quantique peuvent être symbolisées par un ensemble de cases non locales, qui sont des dispositifs théoriques utilisés pour illustrer certains aspects de l’intrication quantique et de la non-localité. L’étude a été menée par Anne Broadbent, professeure titulaire et titulaire d’une chaire de recherche au Département de mathématiques et de statistique de l’Université d’Ottawa, en collaboration avec Pierre Botteron, candidat au doctorat de l’Université de Toulouse, en France, qui est également étudiant chercheur invité à l’Université. d’Ottawa, et Marc-Olivier Proulx, ancien élève de maîtrise du Département de physique de l’Université d’Ottawa.
«Nos recherches améliorent notre compréhension des contraintes et des limites des extensions de la théorie quantique et donnent un aperçu des énigmes de l’intrication quantique», explique le professeur Broadbent.
L’intrication quantique, un phénomène captivant décrit par la mécanique quantique, a suscité une attention considérable dans la communauté scientifique. Le prix Nobel 2022 a été décerné à Aspect, Clauser et Zeilinger pour leurs expériences révolutionnaires avec des photons intriqués, révélant la violation des inégalités de Bell et pionnières de la science de l’information quantique. Malgré la puissance de la mécanique quantique, l’existence de la limite de Tsirelson soulève la question de savoir s’il existe une théorie plus complète pour décrire avec précision le monde naturel. Cette étude étudie les boîtes non locales en tant que généralisations potentielles de la mécanique quantique, dans le but de déterminer leur réalisabilité physique.
Les recherches ont débuté en 2018 avec la thèse de maîtrise de Marc-Olivier Proulx, qu’il a menée sous la direction de la professeure Anne Broadbent de l’Université d’Ottawa et sous la codirection du regretté professeur David Poulin de l’Université de Sherbrooke. S’appuyant sur ces travaux, Pierre Botteron, étudiant au doctorat sous la direction du professeur Broadbent, a collaboré avec Proulx pour explorer davantage le domaine des boîtes non locales et le postulat de la complexité de la communication non triviale. L’enquête impliquait une analyse théorique et une modélisation mathématique rigoureuse basée sur des cadres et des principes établis de la mécanique quantique.
«Notre étude révèle que de nombreuses généralisations théoriques de la théorie quantique, représentées par différentes familles de boîtes non locales, sont considérées comme non physiques lorsqu’elles sont soumises au postulat d’une complexité de communication non triviale. Ces résultats élargissent la compréhension des limites rencontrées dans la généralisation de la mécanique quantique. et fournissent des informations précieuses sur la nature de l’intrication quantique», explique le professeur Broadbent.
L’exploration des boîtes non locales en tant que généralisation de la mécanique quantique a amélioré notre compréhension des limites de la théorie quantique. En sondant le postulat non trivial de la complexité de la communication, les scientifiques de l’Université d’Ottawa ont découvert un plus large éventail de généralisations considérées comme non physiques. Cette recherche ouvre la porte aux progrès de la science de l’information quantique et approfondit notre compréhension des phénomènes d’intrication quantique.
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