Principe de superposition quantique - Définition

Interprétation de l'état de superposition quantique

L'état de superposition est – comme on vient de le voir – une conséquence purement mathématique de la théorie quantique. Quelle est son interprétation en termes physiques ? L'interprétation physique pose problème, car cet état ne correspond à rien de connu dans la physique classique, et semble ne pas subsister à l'échelle macroscopique (voir Chat de Schrödinger et Problème de la mesure quantique).

Il convient d'être très prudent quand on parle de particules "à plusieurs endroits en même temps" ou de chat "à la fois mort et vivant", car c'est appliquer des termes classiques, probablement inappropriés, à un état purement quantique. Voici les interprétations les plus courantes :

Selon l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique, l'état quantique n'a pas de sens physique avant l'opération de mesure. Seul l'état projeté, après la mesure, a un sens physique. Ainsi, selon cette interprétation, il est vain de rechercher une signification physique à ce qui n'est et ce qui doit rester une pure formule mathématique. Cette interprétation renie donc formellement toute formulation comme "plusieurs endroits en même temps", ou "mort et vivant".

Selon la théorie d'Everett, défendue également par David Deutsch, l'état de superposition admet une interprétation physique. Les états superposés existeraient dans une infinité d'univers parallèles : la particule serait à une certaine position dans un univers, et à une autre dans un autre univers. Dans cette théorie il est impropre également de parler de "plusieurs endroits en même temps" : pas dans le même univers en tout cas.

Aucune interprétation ne fait aujourd'hui l'unanimité des physiciens. À ce jour, il s'agit d'un problème encore ouvert.