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Posté par Redbran le Mardi 31/10/2017 à 12:00
La téléportation quantique aux abords d'un trou noir
Une expérience de pensée: la téléportation quantique aux alentours d'un trou noir.

Des physiciens ont réussi à prédire que les effets de gravité au bord d'un trou noir empêchent la réalisation d'une téléportation quantique dans cet espace.

Plusieurs travaux théoriques récents étudient les effets de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) sur des systèmes quantiques, en particulier aux abords des trous noirs. Les trous noirs sont des corps célestes tellement denses qu'ils piègent matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) et information qui passent à proximité. La région du trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de laquelle aucune information ne peut ressortir est délimitée, comme circonscrite par une frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut...). En deçà, il est impossible de communiquer vers l'extérieur. Des chercheurs ont alors imaginé une expérience de pensée afin d'imaginer ce qu'il se passerait si on cherchait à transmettre de l'information au travers d'un tel trou noir en utilisant un protocole de téléportation quantique (La téléportation quantique est un protocole de communications quantiques consistant à transférer l’état quantique d’un système vers un autre système similaire et séparé spatialement...). Ces travaux sont publiés dans la revue Classical and quantum (En physique, un quantum (mot latin signifiant « combien » et qui s'écrit « quanta » au pluriel) représente la plus petite mesure...) gravity.

Le protocole de téléportation (On nomme téléportation (terme de 1934) le transfert d'un corps dans l'espace sans parcours physique des points intermédiaires entre départ et arrivée. Le thème a été...) quantique a été utilisé avec succès dans de nombreuses expériences de laboratoire. Il consiste à transférer un état quantique (En mécanique quantique, l'état d'un système décrit tous les aspects du système physique. Il est représenté par un objet mathématique qui donne le maximum d'information possible sur le système, dans le but...) d'un système donné vers un autre système semblable, mais situé à un autre endroit, en utilisant les propriétés de l'intrication quantique. Ainsi en utilisant tous les ingrédients de la théorie quantique des champs (La théorie quantique des champs est l'application des concepts de la physique quantique aux champs. Issue de la mécanique quantique relativiste, dont l'interprétation comme théorie...) pour décrire le système initial et une représentation simplifiée de la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), les physiciens sont arrivés à la conclusion que ce transfert serait compromis. Dans le cas de leurs travaux, des chercheurs de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est...) UTINAM ont revisité cette expérience de pensée en considérant non plus une théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) simplifiée de la gravité mais en traitant de façon plus complète la description du trou noir. Ils ont réexaminé les phénomènes d'intrication et le protocole de la téléportation quantique aux abords d'un trou noir et ont démontré que le résultat serait toujours négatif. Les physiciens ont ensuite étudié l'efficacité de ce transfert d'information en fonction de la façon dont le système initial est positionné par rapport au trou noir. Ils ont ainsi montré que la distance sous laquelle il devient impossible de téléporter l'information dans de bonnes conditions dépend des vitesses avec lesquelles le système tourne autour du trou noir et est attiré par celui-ci.

L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) des trous noirs s'avère très difficile et des expériences réelles sur ces corps célestes ne seront pas pour demain. De telles expériences de pensée permettent de sonder la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) quantique des trous noirs et participent à une meilleure compréhension de cette physique complexe.

Pour plus d'information voir:
Adabiatic transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le...) of qubits around a black hole
David Viennot et Olivia Moro
Classical and Quantum Gravity (2017), doi:10.1088/1361-6382/aa5b5c

Contact chercheur:
David Viennot, Maître de conférences à l'Université de Franche-Comté (L'université de Franche-Comté est une université française, dont le siège est à Besançon. Le nombre moyen d'étudiants...)

Informations complémentaires:
Institut UTINAM (CNRS/Univ. Franche-Comté)

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Source: CNRS INP