Les magasins de chaussures vendent une variété de tailles de chaussures pour s'adapter à une variété de tailles de pieds, mais que se passe-t-il si la taille de la chaussure et du pied dépend de la façon dont elle est mesurée ? Les développements récents de la théorie quantique suggèrent que les valeurs disponibles d'une quantité physique, comme une taille de pied, peut dépendre du type de mesure utilisé pour les déterminer. Si les pieds étaient régis par les lois de la mécanique quantique, la taille du pied dépendrait des marques sur une mesure de pied pour trouver le meilleur ajustement - au moment de la mesure - et même si les marques étaient modifiées, la mesure pourrait encore être précise.

En mécanique quantique, la "taille" d'une quantité physique est plus insaisissable que la longueur du pied car les incertitudes inévitables dans l'histoire d'un système quantique rendent difficile la confirmation de la mesure en raison de ce qu'on appelle le principe d'incertitude. Essentiellement, il est impossible de connaître les propriétés réelles qu'un système quantique avait avant la mesure. Il n'y a aucun moyen d'essayer la chaussure après la mesure, jusqu'à maintenant. Un chercheur de l'université d'Hiroshima a peut-être trouvé une solution au problème, avec des implications possibles pour les nouvelles technologies de l'information quantique, comme la communication quantique et l'informatique quantique.

Holger F. Hofmann, professeur à la Graduate School of Advanced Science and Engineering, Université d'Hiroshima, a publié sa démarche le 3 février dans Examen physique de la recherche .

Selon Hofmann, un qubit - l'unité de base de l'information quantique - peut être utilisé comme sonde externe pour tester la précision d'une mesure d'une propriété physique dans son système quantique d'origine. La sonde interagit faiblement, créer une mémoire de la propriété physique qui est automatiquement chiffrée par le qubit. La mémoire à un qubit chiffrée quantique peut être utilisée pour évaluer la précision d'une mesure ultérieure. Une conception de rétroaction permet à la valeur de mesure ultérieure d'effacer la mémoire quantique codée sur le qubit de la sonde. Si la mémoire est parfaitement effacée sans laisser de traces, Hofmann a dit, les résultats de la mesure doivent avoir été précis à chaque fois que la mesure a été effectuée.

Cette procédure expérimentale pour sonder la quantité d'incertitude dans un résultat de mesure permet aux chercheurs de démontrer que différentes mesures peuvent déterminer avec précision la même propriété physique d'un système quantique avant la mesure, même lorsque les valeurs de la propriété physique changent en fonction de la procédure de mesure. , selon Hofmann.

« La mécanique quantique décrit les systèmes physiques comme de mystérieuses « superpositions » de possibilités qui semblent « s'effondrer » dans la réalité uniquement lorsqu'une mesure distingue les différentes possibilités, " Hofmann a dit, se référant à l'idée que la simple observation change fondamentalement un système. "Il y a eu de nombreuses tentatives pour découvrir ce qu'il y a là quand personne ne regarde, et mon travail s'appuie sur ces tentatives précédentes."

Hofmann a noté que ces tentatives impliquent des mesures non mesurables, incertitudes inobservables, rendant difficile de répondre à des questions sur la nature fondamentale de la réalité.

« Il y a encore beaucoup à faire, et j'espère que de nombreux membres de la communauté de la mesure quantique se joindront à nous pour développer le cadre théorique nécessaire, " a déclaré Hofmann. " La physique devrait être fondée sur des phénomènes observables, mais, Curieusement, les concepts utilisés en mécanique quantique ne le sont pas."