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En bref : plus près de la boîte à photon d'Einstein...

ActualitéClassé sous :physique , boîte d'Einstein , Test mécanique quantique

Les chercheurs du laboratoire Kastler Brossel viennent à nouveau de réaliser une première mondiale en réussissant une expérience d'asservissement quantique avec une cavité micro-onde de haute qualité. La boîte à photon réalisée se rapproche un peu plus des conditions nécessaires pour réaliser la fameuse expérience de pensée d'Einstein et devrait être utile dans le domaine de l'information quantique.

Une photographie de Bohr et Einstein, sans doute prise à la maison de Paul Ehrenfest à Leiden au Witte Rozenstraat 57 entre 1925 et 1930. © Paul Ehrenfest, AIP Emilio Segre Visual Archives

On a déjà décrit dans un précédent article une expérience de pensée proposée en 1930 et souvent désignée sous le nom de boîte d'Einstein. Déjà en 2007, Serge Haroche et ses collègues avaient exposé dans Nature exposant les résultats de leurs travaux utilisant une cavité micro-onde où s'observait  à l'aide d'une mesure non destructrice un photon unique. Il s'agissait d'un pas significatif pour réaliser la fameuse expérience de la boîte à photon d'Einstein, que celui-ci croyait être une réfutation de l'interprétation orthodoxe de la mécanique quantique construite par Niels Bohr.

Les physiciens du laboratoire Kastler Brossel, toujours sous la direction de Serge Haroche, viennent de publier un nouvel article dans Nature (donné en lien au bas de l'article) dans lequel ils annoncent avoir réussi, cette fois, à contrôler le nombre de photons dans la cavité micro-onde et à le maintenir constant. À la manière de la boucle de rétroaction entre un thermostat et un radiateur chauffant une pièce à température constante, les chercheurs ont réussi à créer une telle boucle pour maintenir constant l'état quantique du nombre de photons dans la cavité.

Le problème à surmonter provenait du fait qu'une mesure perturbe l'état d'un système physique en mécanique quantique. Si l'on veut pouvoir faire des expériences, par exemple dans le domaine de l'information quantique où la décohérence est souvent un obstacle, c'est un atout de pouvoir stabiliser un système quantique de telle sorte que l'information physique récoltée lors d'une mesure ne modifie pas l'état du système à la fin de cette opération.

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