Dans une étude récente publiée dans la revue Nature Physics, les chercheurs ont mené une série d'expériences complexes impliquant des photons (particules de lumière) pour étudier le concept de « contextualité », qui décrit la dépendance du comportement d'un système quantique à l'égard des paramètres de mesure spécifiques. Les expériences visaient à déterminer si le comportement d’un système quantique peut dépendre de futurs choix de mesures sans perturber le système lui-même.
Le dispositif expérimental innovant de l'équipe combinait diverses techniques d'optique quantique de pointe pour contrôler et manipuler avec précision le comportement de photons uniques. Cette configuration a permis aux chercheurs d’effectuer deux types de mesures différents sur le même photon sans affecter son état quantique. La première mesure impliquait de distinguer deux états de polarisation spécifiques (horizontal et vertical), tandis que la seconde mesure distinguait les états de polarisation diagonale. Surtout, le choix de la mesure à effectuer a été déterminé après que le photon ait déjà traversé le premier appareil de mesure.
Les résultats expérimentaux ont confirmé que le comportement des photons dépendait du paramètre de mesure ultérieur, démontrant une contextualité non classique qui va au-delà de la physique classique. Cette observation remarquable implique que le choix des paramètres de mesure futurs peut influencer le passé ou, de manière équivalente, que le photon se comporte comme s'il possédait une connaissance du futur afin d'adapter son comportement en conséquence.
"Notre travail est important car il met en lumière la nature fondamentale de la théorie quantique et le rôle de la contextualité dans la détermination des résultats des expériences quantiques", explique Philip Walther, professeur à l'IQOQI et à l'Université de Vienne, qui a dirigé l'équipe de recherche. "Ce type de dépendance aux mesures au niveau quantique remet en question notre compréhension de la notion de causalité et de la nature du temps en physique."
Les chercheurs soulignent que leurs résultats ne fournissent aucun moyen de réellement prédire l’avenir ou de voyager dans le temps. Au lieu de cela, ils fournissent un aperçu de la nature profonde et complexe des phénomènes quantiques et de notre compréhension du comportement de l’univers aux plus petites échelles. En sondant les limites de la mesure quantique et l’interaction des choix et des résultats, ces expériences repoussent les limites de la connaissance humaine et ouvrent la voie à de futures explorations dans le domaine de la physique quantique fondamentale.
La recherche révolutionnaire d'IQOQI n'est pas seulement une quête intellectuelle, mais reflète également l'importance de la recherche fondamentale pour approfondir notre compréhension des règles fondamentales qui régissent notre univers. En étudiant les bizarreries subtiles du monde quantique, les physiciens contribuent au progrès de la science et jettent les bases d’éventuelles percées technologiques qui ont le pouvoir de changer la société de manière inattendue. À mesure que nous approfondissons le domaine de la mécanique quantique, nous nous retrouvons face à face avec la nature captivante et imprévisible de notre réalité et continuons à apprendre ce que signifie exister dans un univers régi par des principes quantiques.
