La Téléportation Quantique

La Téléportation Quantique
Groupe de Physique Appliquée, Université de Genève
Homepage: www.gapoptique.unige.ch
La téléportation
On parle de t
La t
On pr
On mesure le photon A
On envoie
éléportation lorsqu’un objet disparaît à un endroit et reapparaît à un autre endroit,
sans qu’il ait fallu le transporter par tous les endroits intermédiaires.
(ou plus généralement,
l’état quantique). éléportation de la polarisation s’effectue en trois étapes (voir les
schémas):
épare trois photons, un photon (A) portant la polarisation que l’on veut téléporter et les
deux autres (B et C) formant une paire intriquée.
et un photon de la paire (B) de manière judicieuse, dite
: on leur demande de définir leur relation (même polarisation? polarisation opposée?) sans
que chacun ne doive acquérir une polarisation bien définie. Selon la r
On ne peut pas téléporter la
matière ou l’énergie, mais on peut téléporter l’état de polarisation
1.
2.
3.
Mesure de
Bell
éponse, l ème
photon (C), initialement intriqué avec B, possède à présent une polarisation bien définie qui est:
ême que la polarisation initiale de A, si la Mesure de Bell a donné «même polarisation»
ée à la polarisation initiale de A, si la Mesure de Bell a donné «polarisation opposée»
le résultat de la Mesure de Bell à l’endroit où se trouve C en utilisant un canal
classique (téléphone, internet...): selon cette information, on laisse telle quelle (opération
identité I) ou on tourne (rotation R) la polarisation de C. On retrouve sur C la polarisation qui avait
été préparée sur A.
e troisi
-lam
- oppos
Remarques importantes
-
- En fait, la Mesure de Bell
- Application:
Avant que l’information sur le résultat de la
Mesure de Bell ne soit arrivée à l’endroit où se
trouve C, on ne peut rien conclure, même si le
changement de la polarisation de C est
instantané. En particulier, on ne peut pas utiliser
cet effet pour envoyer un signal voyageant
plus vite que la lumière: la téléportation ne
viole donc pas la relativité.
peut donner quatre
résultats, pas seulement deux; mais dans tous
les cas on peut réussir la téléportation en
envoyant le résultat de cette mesure.
cryptographie quantique (envoi
de messages secrets inviolables). Idée: coder
le message dans des états de polarisation de
photons et les téléporter: le message n’existe
dans aucun endroit intermédiaire où pourrait
se trouver un espion.
Deux photons intriqu« és»
On sait produire au laboratoire des .
i on mesure la polarisation d’un photon de la paire, on
peut trouver n’importe quelle direction; mais l’autre photon de
la paire acquiert exactement la même polarisation, même si
les deux sont séparés par une grande distance.
En fait,
paires de photons corrélés
Voici un exemple de ce que l’on peut observer avec ces
paires: s
.
Une telle corrélation n’a pas d’analogue avec des objets de la
vie de tous les jours (quand deux vélos ont la même couleur,
chacun a aussi sa propre couleur bien définie). On parle
d’ , c’est en fait le coeur de la physique quantique.
la polarisation de chaque photon de la paire n’est pas
définie, mais entre les deux polarisations est définiela relation
intrication
Le photon
Le photon est une la plus
petite quantit
Comme l’onde lumineuse qu’il forme, le photon peut prendre
diff
« », c’est à dire
é de lumière que l’on puisse détecter. Le photon
n’a pas de masse; son énergie est proportionnelle à la
fréquence de la lumière, son impulsion au vecteur d’onde.
érents états de ; chaque état de polarisation
(linéaire) correspond à une direction dans l’espace, nous le
représentons par un segment.
particule de lumière
polarisation
ABC
1.
«opposés»
R
ABC
«égaux»
I
ABC
3.
«opposés»
AB
C
2.
«égaux»
AB
C
«égaux»
«opposés»