Mais au fait, c’est quoi l’intrication quantique ?

Albert Einstein a déclaré que la mécanique quantique devrait permettre à deux objets d’interagir sur de grandes distances. Ce comportement, il l’avait surnommé « action effrayante à distance ». Des décennies après sa mort, des expériences ont confirmé cette théorie.

Dans la mécanique quantique, lorsque des particules se lient d’une certaine manière, peu importe la distance qui les sépare, leurs états restent liés. Toute action sur l’une de ces particules aura une conséquence sur les autres. Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen ont publié dans les années 30 un article qui examine comment des états quantiques fortement corrélés interagissent entre eux.

Un état unifié

L’équipe a découvert que lorsque deux particules subatomiques sont fortement corrélées, elles perdent leurs états quantiques individuels. Cela a pour effet de créer un état unique et unifié. Cet état unifié est ce que l’on appelle intrication quantique ou enchevêtrement quantique.

Si deux particules sont intriquées ou enchevêtrées, c’est-à-dire si leurs états quantiques sont fortement corrélés, et donc unifiés, alors les observations de l’une influencent automatiquement l’autre. Comme le souligne Live Science, Erwin Schrödinger faisait partie des premiers physiciens à utiliser le terme « intrication ». D’après lui, il s’agit de l’un des aspects fondamentaux de la mécanique quantique.

« L’exemple le plus célèbre qui explique la singularité de la mécanique quantique est peut-être le chat de Schrödinger, une expérience de pensée conçue par Erwin Schrödinger en 1935 », note le magazine Scientific American.

Un phénomène instantané

Par ailleurs, comme l’ont remarqué Rosen, Einstein et Podolsky, l’enchevêtrement est instantané. Il suffit de connaitre les caractéristiques d’une particule pour avoir une connaissance de celles de toutes les particules intriquées, quelle que soit la distance qui les sépare.

Le concept de l’intrication semble à ce propos violer la limite de la vitesse de la lumière. En effet, il serait possible de placer deux particules enchevêtrées aux extrémités opposées de l’univers tout en ayant toujours cette connaissance instantanée. Les physiciens appellent ce comportement « paradoxe EPR » (abréviation de Einstein, Podolsky et Rosen) ou « action effrayante à distance ».

Diverses utilisations possibles

Cependant, bien qu’il soit possible de connaitre l’état d’une particule distante, les observateurs placés des deux côtés doivent pouvoir échanger des informations à une vitesse largement supérieure à celle de la lumière pour confirmer l’intrication. Mais étant donné que rien ne peut voyager plus vite que cette dernière, cela reste une simple théorie.

En raison de ses particularités, l’intrication quantique offre des perspectives d’utilisation intéressantes dans la vie réelle. Parmi elles figure la cryptographie dans laquelle un expéditeur et un récepteur établissent un lien de communication sécurisé. Le système intègre des paires de particules intriquées qui permettent de générer des clés sécurisées. Si un intrus intercepte le signal et tente d’y accéder, les deux parties sauront que la communication a été compromise.

L’informatique quantique est aussi un domaine d’utilisation courant de l’enchevêtrement quantique. Dans cette technologie, des particules sont intriquées, permettant de résoudre des calculs informatiques complexes. Par exemple, la Chine a annoncé il y a quelques mois avoir construit un ordinateur quantique 100 billions de fois plus rapide que le supercalculateur de Google.