Des tests sans faille de l’intrication quantique

Michelle Frank

Patrick Thomas Fraser, Barry C. Sanders

Quantum mechanics is strictly incompatible with local realism. It has been shown by Bell and others that it is possible, in principle, to experimentally differentiate between local realism and quantum mechanics. Numerous experiments have attempted to falsify local realism; however, they have consistently failed to close the detection loophole under strict locality conditions, thereby allowing local realistic explanations for their observations. In 2015, three experiments took place that tested local realism without the impediments of these significant loopholes. Between these three experiments, a substantial data set was collected. All of the collected data show a strong violation of local realism and strong support for quantum mechanics. This article reviews the theoretical basis of Bell tests and the affiliated loopholes, as well as the methods employed by these recent experiments and the implications of the results they observed. La mécanique quantique est strictement incompatible avec le réalisme local. Bell et d’autres scientifiques ont montré qu’il est possible, en théorie, de trouver la différence entre le réalisme local et la mécanique quantique expérimentalement. De nombreuses expériences ont tenté de falsifier le réalisme local; cependant, elles ont toujours échoué à combler la faille de détection dans des conditions de localité strictes, permettant ainsi des explications réalistes locales pour leurs observations. En 2015, trois expériences ont testé le réalisme local sans les entraves de ces failles importantes. Entre ces trois expériences, des données substantielles ont été recueillies. Toutes les données recueillies ont montré une forte déviation du réalisme local et un appui solid pour la mécanique quantique. Cet article examine les bases théoriques des tests de Bell et les failles af liées, ainsi que les méthodes employées par ces expériences récentes et les implications de leurs résultats.

Guillaume Aubrun

Saverio Bocini

Nous étudions la dynamique hors d'équilibre des chaînes de spin quantiques décrites par des Hamiltoniens invariants par translation avec des interactions à courte portée. Une attention particulière est accordée aux cas où les états initiaux présentant des inhomogénéités localisées. Bien que ces scénarios soient souvent traités par l'hydrodynamique généralisée (GHD), nous considérons des configurations spéciales qui dépassent les limites de ce cadre. Premièrement, nous étudions le système à des échelles non locales qui ne sont pas prises en compte par la GHD ; en obtenant des résultats exacts pour les corrélations connectées dans les protocoles de partitionnement, nous établissons les conditions de localité nécessaires pour que la GHD fonctionne dans le cas sans interaction. Deuxièmement, nous explorons les effets macroscopiques des perturbations locales, en montrant que des modifications minimes, telles qu'un retournement de spin, d'un état initial par ailleurs stationnaire peuvent induire une reconfiguration globale de la chaîne de spin ; nous observons ce phénomène en perturbant les états “jammed” et les cicatrices quantiques. Enfin, en nous inspirant de la faible intrication des états présentant des effets macroscopiques causés par des perturbations locales, nous étudions les propriétés d'intrication du spectre des chaînes de spin quantiques sans interaction ; l'étude révèle que le nombre d'états dont l'intrication n'augmente pas avec la taille du système est soit petit et fini, soit nul.

Saverio Bocini

Dynamique hors équilibre dans les systèmes quantiques inhomogènes à plusieurs corps Nous étudions la dynamique hors d'équilibre des chaînes de spin quantiques décrites par des Hamiltoniens invariants par translation avec des interactions à courte portée. Une attention particulière est accordée aux cas où les états initiaux présentant des inhomogénéités localisées. Bien que ces scénarios soient souvent traités par l'hydrodynamique généralisée (GHD), nous considérons des configurations spéciales qui dépassent les limites de ce cadre. Premièrement, nous étudions le système à des échelles non locales qui ne sont pas prises en compte par la GHD ; en obtenant des résultats exacts pour les corrélations connectées dans les protocoles de partitionnement, nous établissons les conditions de localité nécessaires pour que la GHD fonctionne dans le cas sans interaction. Deuxièmement, nous explorons les effets macroscopiques des perturbations locales, en montrant que des modifications minimes, telles qu'un retournement de spin, d'un état initial par ailleurs stationnaire peuvent induire une reconfiguration globale de la chaîne de spin ; nous observons ce phénomène en perturbant les états “jammed” et les cicatrices quantiques. Enfin, en nous inspirant de la faible intrication des états présentant des effets macroscopiques causés par des perturbations locales, nous étudions les propriétés d'intrication du spectre des chaînes de spin quantiques sans interaction ; l'étude révèle que le nombre d'états dont l'intrication n'augmente pas avec la taille du système est soit petit et fini, soit nul.

L. Flamm