(Phys.org)—Dans le domaine quantique non intuitif, le phénomène de contrefactuel est défini comme le transfert d'un état quantique d'un site à un autre sans qu'aucune particule quantique ou classique ne se transmette entre eux. La contrefactuel nécessite un canal quantique entre les sites, ce qui signifie qu'il existe une infime probabilité qu'une particule quantique traverse le canal - dans ce cas, l'exécution du système est abandonnée et une nouvelle commence. Cela fonctionne grâce à la dualité onde-particule qui est fondamentale en physique des particules :les particules peuvent être décrites uniquement par la fonction d'onde.

Bien compris comme un schéma réalisable par les physiciens, les aspects théoriques de la communication contrefactuelle sont apparus dans des revues, mais jusqu'à récemment, il n'y a eu aucune démonstration pratique du phénomène. Maintenant, une collaboration de scientifiques chinois a conçu et testé expérimentalement un système de communication contrefactuel qui a réussi à transférer un bitmap monochrome d'un endroit à un autre en utilisant une version imbriquée de l'effet quantique Zeno. Ils ont rendu compte de leurs résultats dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

L'effet quantique Zeno se produit lorsqu'un système quantique instable est soumis à une série de mesures faibles. Les particules instables ne peuvent jamais se désintégrer pendant qu'elles sont mesurées, et le système est effectivement gelé avec une probabilité très élevée. C'est l'une des implications du principe bien connu mais très peu intuitif selon lequel regarder quelque chose le change dans le domaine quantique.

En utilisant cet effet, les auteurs de la nouvelle étude ont réalisé une communication directe entre les sites sans transmission de particules porteuses. Dans la configuration qu'ils ont conçue, deux détecteurs à photon unique ont été placés dans les ports de sortie du dernier d'un réseau de séparateurs de faisceaux. Selon l'effet quantique Zeno, il est possible de prédire quel détecteur de photon unique "cliquera" lorsque les photons sont autorisés à passer. Les interféromètres imbriqués du système ont servi à mesurer l'état du système, l'empêchant ainsi de changer.

Alice transfère un seul photon à l'interféromètre emboîté; il est détecté par trois détecteurs monophotoniques, ré 0 , ré 1 et D F . Si D 0 ou D 1 Cliquez sur, Alice conclut un résultat logique de un ou de zéro. Si D F clics, le résultat est considéré comme non concluant, et est rejeté en post-traitement. Après la communication de tous les bits, les chercheurs ont pu réassembler l'image, une bitmap monochrome d'un nœud chinois. Les pixels noirs ont été définis comme 0 logique, tandis que les pixels blancs ont été définis comme logique 1.

L'idée est venue de la technologie holographique. Les auteurs écrivent, « Dans les années 40, une nouvelle technique d'imagerie, l'holographie, a été développée pour enregistrer non seulement l'intensité lumineuse mais aussi la phase de la lumière. On peut alors se poser la question :la phase de lumière elle-même peut-elle être utilisée pour l'imagerie ? La réponse est oui." Dans l'expérience, la phase de lumière elle-même est devenue porteuse d'information, et l'intensité de la lumière n'était pas pertinente pour l'expérience.

Les auteurs notent qu'outre les applications en communication quantique, la technique pourrait être utilisée pour des activités telles que l'imagerie d'artefacts anciens qui seraient endommagés par la lumière directe.

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