Téléportation d'atomes
La petite histoire
Comprendre simplement
Domaines de présence
Son interprétation dans l'avenir
Les références
Mais encore …
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La petite histoire  Up Page
Origine, raisons, hasard
En juin 2004, une équipe autrichienne et une équipe américaine annonçaient qu'elles avaient, indépendamment, réalisé la téléportation quantique d'atomes en laboratoire. En d'autres termes, elles avaient transféré exactement les caractéristiques quantiques d'un atome sur un autre, sans que ces deux particules n'interagissent jamais directement. C'était une première, car les démonstrations expérimentales de la téléportation quantique réalisées quelques années plus tôt ne concernaient alors que les photons, particules sans masse, pas de la matière.

Comprendre simplement  Up Page
Un "même hasard"
Le fondement de la téléportation est l'une des propriétés quantiques les plus remarquables, appelée l'intrication. Lorsque deux particules sont intriquées, on obtient toujours le même résultat (ou un résultat complémentaire) lorsque l'on réalise la même mesure sur chacune d'entre elles. Bien qu'en physique quantique le résultat d'une mesure ne soit pas déterminé, l'intrication fournit donc le "même hasard" pour deux mesures réalisées indépendamment par deux personnes différentes, que l'on a pris l'habitude de désigner sous les noms d'Alice et de Bob. En outre, ces corréations sont maintenues quelle que soit la distance qui sépare Alice de Bob dans l'espace et dans le temps: ils peuvent ignorer où ils se trouvent l'un l'autre, ils peuvent être dans le futur ou le passé, ou dans ce que la réalité appelle l' "ailleurs" (séparé de telle sorte qu'aucun signal ne puisse passer de l'un à l'autre).

Domaines de présence  Up Page
Monde présent
1 _ Trois atomes (boules blanches 4, B et C de gauche à droite) sont confinés en ligne à quelques micromètres les uns des autres dans un piège électromagnétique à température très froide.
2 _ A l'aide de lasers (faisceau vert), l'état quantique de deux atomes (B et C) est préparé de sorte qu'ils se retrouvent intriqués: ils forment alors un seul et même système quantique.
3 _ Le troisième atome (A) est éclairé avec un laser de fréquence choisie (faisceau rouge). Il se retrouve alors dans l'état énergétique que l'on souhaite précisément téléporter.
4 _ On réalise une mesure conjointe de l'état des atomes A et B (mesure de Bell) en irradiant ces atomes (lumière bleue) et en détectant simultanément la lumière émise. L'intrication quantique entre les atomes Bet C disparaît, et l'état de l'atome A est détruit par la mesure de Bell. L'atome C est à ce moment dans un état "mélangé".
5 _ Le résultat de la mesure de Bell permet de placer l'atome C dans l'état téléporté.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page
Monde futur

Les références  Up Page
Réseau Pepe
Recherche mai 2005 n°386
 
Pourquoi ce site
Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.
 
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Performances
La qualité de la téléportation
La qualité de la téléportation réalisée en laboratoire peut être quantifiée au moyen d'une grandeur appelé la "fidélité". Celle-ci est définie comme le recouvrement entre l'état quantique original et l'état quantique qui est reconstruit à distance. Elle vaut 100 % pour une téléportation théorique parfaite, 50 % si l'état reconstruit est choisi au hasard (on choisit entre deux possibilités) . Pour déterminer si l'expérience de téléportation a réussi, cette grandeur doit être comparée à un seuil, que l'on peut calculer théoriquement, et qui est de 2/3 pour le cas qui nous intéresse ici. Toute valeur supérieure à ce seuil implique que l'intrication est bien nécessaire,pour expliquer les résultats expérimentaux.
 
Fidélité de 100 %
Il est amusant de remarquer que l'on pourrait, en principe, atteindre une fidélité de 100 %, dans un dispositif où, au lieu de partager une paire de particules intriquées, Alice et Bob partageraient préalablement quelques bits d'information. Si Alice reçoit l'information qui définit précisément l'état à téléporter (c'est-à-dire deux angles), elle peut, en ne communiquant en moyenne que 2,19 bits à Bob, permettre à ce dernier de simuler exactement la mesure de n'importe quel état de polarisation, inconnu à l'avance par Alice, tout comme s'il avait été téléporté. Il ne s'agit plus à proprement parler de téléportation quantique, mais bien du transport de l'information caractérisant un état quantique. C'est bien différent, puisque l'état lui-même n'est pas reconstitué, seulement le résultat de la mesure. Bien que toutes les expériences réalisées jusqu'à présent se terminent par la mesure de l'état de la particule de Bob, l'objectif de la téléportation est bien le transport de l'état lui-même. Toutefois, ce résultat montre, ce qui semblait paradoxal, que l'intrication n'est pas nécessaire s'il ne s'agit que de simuler les mesures de l'état téléporté.
 
Téléporter des objets complexes
Pour téléporter des objets, il faut disposer notamment d'un "canal de téléportation" immatériel: un système d'objets intriqués. Or, la taille des objets pouvant être intriqués est limitée par le phénomène dit de "décohérence", qui décrit le passage du monde quantique, celui de l'infiniment petit, au monde classique, au monde sensible, celui de l'expérience.
Pour téléporter une protéine, un virus ou un être humain, lequel est formé d'un millier de milliards de milliards de milliards d'atomes, il aurait un autre problème: la quantité d'information à traiter. Il faut rappeler que seule une propriété quantique binaire portée par un photon ou un atome a été téléportée.