En se corrigeant lui-même, le chat de Schrödinger est devenu encore plus étrange
Vous avez sans doute entendu parler du chat de Schrödinger et si vous n’êtes pas un(e) physicien(ne), vous pouvez probablement admettre que ce concept est difficile à appréhender. Et bien cela ne va pas s’arranger : une nouvelle étude pousse l’expérience de pensée dans un territoire encore plus étrange. Les scientifiques ont donné au chat de Schrödinger une seconde boîte pour jouer. Si le chat imaginaire peut être à la fois vivant et mort en même temps, ils affirment qu’il peut l’être dans deux endroits à la fois.
Le chat de Schrödinger évoque ceci : un matou est assis dans une boîte avec un poison (libère un gaz). La diffusion de celui-ci est réglée pour être déclenchée par la détection de la désintégration radioactive d’une particule subatomique. Mais les scientifiques savent que ces minuscules particules sont capables d’être dans plusieurs états à la fois, ce qui signifie qu’une particule peut être en décomposition/ désintégration ou non, en même temps. Il en résulte que le poison pourrait simultanément être libéré et non libéré et, par extension, le chat pourrait être mort et vivant.
(Wikipédia)
Il est compréhensible de ne pas pouvoir le comprendre… en utilisant le bon sens et les chercheurs ne le peuvent pas non plus. Mais les calculs montrent que cela doit être possible, au moins à l’échelle microscopique.
Lorsque le physicien autrichien Erwin Schrödinger a eu l’idée de cette histoire paradoxale, en 1935, il n’a pas dit que les chats pouvaient être simultanément mort et vivant. Il critiquait en fait l’école de pensée dominante dans la mécanique quantique, l’interprétation de Copenhague, en montrant son absurdité si celle-ci était replacée à notre échelle, pouvant affecter des objets dans le monde visible. L’interprétation de Copenhague a suggéré que les particules existaient dans tous les états possibles (différentes positions, énergies ou vitesses) jusqu’à ce qu’ils aient été observés et, à ce moment-là, elles “s’effondrent” dans un état fixe/ prédéterminé. Si c’était vrai, vous seriez en mesure d’avoir un chat qui soit à la fois mort et vivant jusqu’à ce que vous ayez le malheur d’ouvrir la boîte pour vérifier.
Malheureusement pour notre ami Erwin, le ridicule de son analogie n’a pas la même “signification” à l’échelle microscopique.
Chen Wang et ses collègues de l’université Yale (Etats-Unis) ont associé le célèbre paradoxe du chat avec un autre principe de la mécanique quantique: l’intrication quantique, le phénomène qu’Einstein a appelé : “l’action fantôme à distance”, lorsque deux particules subatomiques interagissant s’enchevêtrent, tout changement induit à l’une sera infligé à l’autre, peu importe la distance qui les sépare. Ne posez pas la question, c’est comme ça…
L’équipe de Yale a construit une petite chambre avec deux cavités en aluminium pour que des particules subatomiques rebondissent à l’intérieur, puis ils les ont reliées à une puce supraconductrice en saphir. Ils ont utilisé de l’électricité pour induire un état particulier aux particules dans chaque chambre, deux états à la fois (rappel : la mécanique quantique est bizarre !). Et parce que les chambres étaient liées par une action fantôme, les deux états pouvaient être à la fois appliqués, dans deux endroits à la fois.
Si nous le rapportions à notre chat : Le fait qu’un matou, dans une boîte, est à la fois mort et en vie engendre un autre chat dans une autre boîte, aussi et simultanément mort et vivant.
(Michael S Helfenbein/ université Yale)
En mettant de côté le fait que cela engendre une grosse migraine, Wang et ses collègues espèrent que leurs résultats contribuent à faire avancer le domaine de l’informatique quantique.
Un ordinateur typique est composé de “bit” qui peuvent être codés soit comme des 0 ou des 1. Mais en théorie, un ordinateur quantique, qui utilise l’état de ses fameuses particules, pourrait avoir des bits qui sont des zéros et des uns en même temps.
Présentation de l’ordinateur quantique, n’hésitez pas à activer la traduction en français qui est correcte :
Ces ordinateurs seraient probablement beaucoup plus rapides et plus puissants que ceux dont nous disposons aujourd’hui, au moins pour certains processus, parce que les machines seraient en mesure d’exécuter simultanément plusieurs calculs différents. Mais étant donné que ces particules se fixent dans un seul état quand elles sont observées, vous avez besoin d’un moyen de corriger les erreurs… sans la vérification de celles-ci.
Selon Wang :
Il est bien entendu que 99 % des calculs, ou plus, seront destinés à corriger les erreurs, plutôt qu’au calcul lui-même.
Mais son équipe espère que le fait d’induire ces états simultanés à des particules redondantes puisse aider à “garder les choses sous contrôle”.
Il se trouve que les états “chat” sont une approche très efficace pour stocker l’information quantique redondante, pour la mise en œuvre de correction d’erreur quantique. La génération d’un chat dans deux boîtes est la première étape vers une opération logique entre deux bits quantiques aux “erreurs corrigibles”.
L’étude publiée dans Science : A Schrödinger cat living in two boxes.
Chat m’en bouche un coin !