Les scientifiques ont utilisé une technique unique en son genre pour visualiser deux particules lumineuses intriquées en temps réel, les faisant apparaître comme un étonnant symbole quantique « yin-yang ».
La nouvelle méthode, appelée holographie numérique à deux photons, utilise une caméra ultra haute résolution et peut être utilisée pour accélérer considérablement les futures mesures quantiques. Les chercheurs ont publié leurs résultats le 14 août dans la revue Nature Photonique naturelle.
L’intrication quantique – la relation bizarre entre deux particules largement séparées, à laquelle Albert Einstein s’est opposé en la qualifiant d’« acte effrayant à distance » – permet à deux particules de lumière, ou photons, de devenir si inextricablement liées qu’une modification de l’une d’entre elles entraîne intrication quantique. Changez chez l’autre, peu importe la distance qui les sépare.
Pour faire des prédictions précises sur un objet quantique, les physiciens doivent trouver sa fonction d’onde : une description de son état qui existe dans une superposition de toutes les valeurs physiques possibles qu’un photon peut prendre. L’intrication rend difficile la recherche de la fonction d’onde de deux particules connectées, car toute mesure de l’une provoque également un changement instantané de l’autre.
à propos de: Les rayons X révèlent comment la supernova Tycho, vieille de 450 ans, est devenue un accélérateur géant de particules cosmiques
Les physiciens abordent généralement cet obstacle grâce à une méthode connue sous le nom de tomographie quantique. En prenant un état quantique complexe et en lui appliquant une projection, ils ont mesuré certaines des propriétés appartenant à cet état, telles que sa polarisation ou sa quantité de mouvement, indépendamment des autres.
En répétant ces mesures sur plusieurs copies de l’état quantique, les physiciens peuvent se forger une idée de l’origine à partir de tranches de dimensions inférieures, par exemple en reconstruisant la forme d’un objet tridimensionnel à partir des ombres bidimensionnelles qu’il projette sur les murs environnants. .
Ce processus fournit toutes les informations correctes, mais il nécessite également de nombreuses mesures et produit un grand nombre de cas « autorisés » qui ne respectent pas les lois de la physique. Cela laisse aux scientifiques la lourde tâche d’éliminer les états irrationnels et non physiques, un effort qui peut prendre des heures, voire des jours, selon la complexité du système.
Pour contourner ce problème, les chercheurs ont utilisé l’holographie pour coder des informations provenant de dimensions supérieures dans des parties contrôlables de dimensions inférieures.
Les hologrammes optiques utilisent deux faisceaux lumineux pour créer une image 3D : l’un frappe et rebondit sur l’objet, tandis que l’autre brille sur le support d’enregistrement. Un hologramme est formé à partir d’un motif d’interférence de lumière, ou du motif dans lequel les crêtes et les creux de deux ondes lumineuses se combinent ou s’annulent. Les physiciens ont utilisé une méthode similaire pour prendre une photo de l’état intriqué du photon grâce au motif d’interférence qu’ils ont créé avec un autre état connu. Ensuite, en capturant l’image résultante avec une caméra précise à la nanoseconde, les chercheurs ont déconstruit le motif d’interférence qu’ils avaient reçu, révélant une superbe image yin-yang des deux photons intriqués.
« Cette méthode est nettement plus rapide que les techniques précédentes, ne nécessitant que quelques minutes ou secondes plutôt que plusieurs jours », a déclaré le co-auteur de l’étude, Alessio Derico, chercheur postdoctoral à l’Université d’Ottawa au Canada, dans un article. déclaration.
Cet article a été fourni par Live Science.
