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  • Photo du rédacteurJC Duval

La décohérence

"La réalité présente plus que jamais l'apparence du désordre et de l'incohérence, parce qu'elle ne peut présenter que son apparence"

 

La décohérence consiste à dire que lorsqu'un système quantique entre en interaction avec son environnement immédiat, il devient alors impossible de déceler quelque superposition d'états que ce soit.

Le voisinage vient parasiter l'état du système et vient gommer les effets quantiques. Au niveau des particules, le monde est "quantique" alors qu'à notre échelle le monde se comporte de manière tout à fait "classique".

 

Après avoir apporté une démonstration indiscutable de l'omniprésence d’états superposés [en faisant traverser les 'particules' par un 'interféromètre' avant de mesurer leur spin] David Louapre nous fournit une belle présentation de la décohérence.

Quand un système quantique s'intrique avec son voisinage, les interférences - interférences liées au paquet d'onde qui rend compte des probabilités de mesurer chacun des états superposés - se trouvent tout bonnement détruites.

Mais il nous rappelle à raison que si la décohérence détruit les preuves de toute superposition, elle ne détruit pas pour autant la superposition qui elle, se dissipe dans l’environnement.

L'interféromètre utilisé dans l'exemple est une porte de Hadamard


☞ Au fil de l’intrication d'un système quantique avec son environnement, les interférences sont détruites de manière progressive. Le système "quantique" se transforme en un système "classique", le résultat de la mesure perd alors son caractère probabiliste.


La décohérence n'est pas aussi radicale que la mesure qui elle, semble détruire la superposition.

 

☞ Voici une série d'expériences effectuées sur des électrons qui sont produits dans une superposition égale de spin up et spin down, la phase θ entre les deux états variant de manière contrôlée. Pour chaque expérience, on peut voir se dessiner les interférences (moyenne des résultats des mesures en fonction de la phase θ). La courbe des moyennes des résultats des mesures permet de "voir" la cohérence et la décohérence quantique en passant d'une expérience à l'autre.

On découvre d'abord les interférences dues à la superposition quantique des spins up et down (expérience 1). Quand les électrons sont intriqués avec des positrons, les interférences sont détruites (expérience 2). Par contre, si on prend en compte les positrons dans les résultats de la mesure, on retrouve les interférences initiales (expérience 3), preuve d’une simple dissipation de la superposition. La superposition ne disparait pas, elle se transforme ...


Allez découvrir le déroulé des expériences sur le site de Greg Egan auteur de SF.

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