(Phys.org) - L'intrication est-elle vraiment nécessaire pour décrire le monde physique, ou est-il possible d'avoir une théorie post-quantique sans intrication ?

Dans une nouvelle étude, les physiciens ont mathématiquement prouvé que toute théorie qui a une limite classique, c'est-à-dire qu'elle peut décrire nos observations du monde classique en récupérant la théorie classique sous certaines conditions, doit contenir l'intrication. Ainsi, malgré le fait que l'intrication va à l'encontre de l'intuition classique, l'intrication doit être une caractéristique inévitable non seulement de la théorie quantique mais aussi de toute théorie non classique, même ceux qui sont encore à développer.

Les physiciens, Jonathan G. Richens de l'Imperial College London et de l'University College London, John H. Selby à l'Imperial College de Londres et à l'Université d'Oxford, et Sabri W. Al-Safi à l'Université de Nottingham Trent, ont publié un article établissant l'intrication comme une caractéristique nécessaire de toute théorie non classique dans un numéro récent de Lettres d'examen physique .

"La théorie quantique a de nombreuses caractéristiques étranges par rapport à la théorie classique, " Richens a dit Phys.org . "Traditionnellement, nous étudions comment le monde classique émerge du quantique, mais nous avons entrepris d'inverser ce raisonnement pour voir comment le monde classique façonne le quantum. Ce faisant, nous montrons que l'une de ses caractéristiques les plus étranges, enchevêtrement, n'est absolument pas surprenant. Cela laisse entendre qu'une grande partie de l'apparente étrangeté de la théorie quantique est une conséquence inévitable du dépassement de la théorie classique, ou peut-être même une conséquence de notre incapacité à abandonner la théorie classique. »

Bien que la preuve complète soit très détaillée, l'idée principale derrière cela est simplement que toute théorie qui décrit la réalité doit se comporter comme la théorie classique dans une certaine limite. Cette exigence semble assez évidente, mais comme le montrent les physiciens, elle impose de fortes contraintes à la structure de toute théorie non classique.

La théorie quantique répond à cette exigence d'avoir une limite classique par le processus de décohérence. Lorsqu'un système quantique interagit avec l'environnement extérieur, le système perd sa cohérence quantique et tout ce qui le rend quantique. Ainsi, le système devient classique et se comporte comme prévu par la théorie classique.

Ici, les physiciens montrent que toute théorie non classique qui récupère la théorie classique doit contenir des états intriqués. Pour le prouver, ils supposent le contraire :qu'une telle théorie n'a pas d'intrication. Ensuite, ils montrent que, sans enchevêtrement, toute théorie qui récupère la théorie classique doit être la théorie classique elle-même - une contradiction avec l'hypothèse originale selon laquelle la théorie en question n'est pas classique. Ce résultat implique que l'hypothèse qu'une telle théorie n'a pas d'intrication est fausse, ce qui signifie que toute théorie de ce genre doit avoir un enchevêtrement.

Ce résultat n'est peut-être que le début de nombreuses autres découvertes connexes, car cela ouvre la possibilité que d'autres caractéristiques physiques de la théorie quantique puissent être reproduites simplement en exigeant que la théorie ait une limite classique. Les physiciens prévoient que des caractéristiques telles que la causalité de l'information, peu de symétrie, et la localité macroscopique peut être démontrée comme résultant de cette seule exigence. Les résultats donnent également une idée plus claire de ce que tout futur non classique, la théorie post-quantique doit ressembler.

"Mes objectifs futurs seraient de voir si la non-localité de Bell peut également être dérivée de l'existence d'une limite classique, " dit Richens. " Il serait intéressant que toutes les théories remplaçant la théorie classique violent le réalisme local. Je travaille également pour voir si certaines extensions de la théorie quantique (comme les interférences d'ordre supérieur) peuvent être exclues par l'existence d'une limite classique, ou si cette limite impose des contraintes utiles à ces "théories post-quantiques".

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