Un phénomène appelé intrication quantique est-il vraiment nécessaire pour décrire le monde physique, ou une théorie post-quantique est-elle possible sans intrication? Dans une nouvelle étude publiée par phys.org, des physiciens ont prouvé mathématiquement que toute théorie avec une limite classique - quand elle peut décrire nos observations du monde classique en se référant à la théorie classique dans certaines conditions - doit impliquer l'intrication. Par conséquent, malgré le fait que l'intrication est en contradiction avec la compréhension classique, elle devrait être une propriété inévitable et la plus importante non seulement de la théorie quantique, mais aussi de toute théorie non classique, même pas encore développée.
Des physiciens tels que Jonathan Richens de l'Imperial College de Londres et de l'University College de Londres, John Selby de l'Imperial College de Londres et de l'Université d'Oxford, et Sabri Al-Safi de l'Université de Nottingham Trent ont publié un article déclarant que l'intrication est une caractéristique inévitable de tout non-classique. théorie, dans Physical Review Letters.
«La théorie quantique a beaucoup de caractéristiques étranges par rapport à la théorie classique», dit Richens. «Traditionnellement, nous étudions comment le monde classique émerge du monde quantique, mais ici nous avons décidé d'inverser ce raisonnement pour voir comment le monde classique façonne le monde quantique. Nous avons donc montré que l'une des caractéristiques les plus étranges de cette dernière, l'intrication quantique, est une conséquence inévitable du dépassement de la théorie classique, ou peut-être même une conséquence de notre incapacité à abandonner la théorie classique, à la laisser derrière."
Bien que la preuve complète soit beaucoup plus détaillée, l'idée de base est que toute théorie qui décrit la réalité devrait se comporter comme une théorie classique dans une certaine mesure. Cette exigence semble assez évidente, mais comme le montrent les physiciens, elle impose de sérieuses restrictions à la structure de toute théorie non classique.
La théorie quantique satisfait cette exigence d'une limite classique dans le processus de décohérence. Lorsqu'un système quantique interagit avec l'environnement externe, il perd sa cohérence quantique, sa connectivité et tout ce qui le rend quantique. Ainsi, le système devient classique et se comporte comme prévu dans la théorie classique.
Les physiciens ont montré que toute théorie non classique qui reconstruit la théorie classique doit contenir des états intriqués. Pour le prouver, ils sont partis du contraire: supposons qu'une telle théorie n'ait pas d'intrication. Et puis ils ont montré que sans enchevêtrement, toute théorie qui reconstruit une théorie classique doit être elle-même classique - et cela contredit l'hypothèse originale qu'une telle théorie doit être non classique. Ce résultat signifie que l'hypothèse qu'il n'y a pas d'enchevêtrement dans une telle théorie sera fausse, ce qui signifie que toute théorie de ce type doit l'avoir.
Ce résultat n'est peut-être que le début de nombreuses autres découvertes connexes, car il ouvre la possibilité que d'autres caractéristiques physiques de la théorie quantique puissent être reproduites simplement en exigeant que la théorie ait une limite classique. Les physiciens suggèrent que des caractéristiques telles que la causalité informationnelle, la symétrie des bits et la localité macroscopique peuvent être prouvées grâce à cette seule exigence. Ces résultats fournissent également une image plus claire de ce à quoi devrait ressembler toute future théorie post-quantique non classique.
«Mes objectifs futurs sont de voir si la non-localité de Bell peut également être tirée de l'existence de la limite classique», déclare Richens. "Ce serait intéressant si toutes les théories remplaçant la théorie classique violaient le réalisme local."
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Le réalisme local est une combinaison du principe de localité avec l'hypothèse «réaliste» que tous les objets ont des valeurs «objectivement existantes» pour leurs paramètres et caractéristiques pour toutes les mesures possibles qui pourraient être faites sur ces objets avant que ces mesures ne soient faites. Einstein, étant, apparemment, partisan du réalisme local, aimait à dire à cet égard que la lune ne disparaît pas du ciel, même si personne ne l'observe. Les données de la mécanique quantique moderne, basées sur les expériences menées, jettent le doute sur l'adéquation du modèle du réalisme local au «dispositif» de la réalité.
Ilya Khel
