Violation des inégalités de Bell

Le monde de demain sera différent, tout le monde le sait, mais qu'est-ce qui sera vraiment différent d'aujourd'hui? On fera appel à la cryptographie quantique pour rehausser la sécurité des communications, on utilisera des ordinateurs quantiques pour effectuer des calculs actuellement inimaginables. Vous êtes sur le point de voir apparaître une nouvelle génération de machines utilisant les propriétés quantiques de la matière. Ces propriétés sont très subtiles et ne se manifestent que lorsque la taille du système est de l'ordre du nanomètre. Heureusement, les nanotechnologies sont suffisamment avancées pour nous permettre de fabriquer des structures à cette échelle.

En 1935, Einstein et Bohr ne s'entendaient pas sur l'interprétation de la théorie quantique. Sans remettre en cause la validité des prédictions de cette nouvelle théorie, Einstein pensait qu'elle était incomplète et refusait d'admettre que la matière puisse être dans un état enchevêtré ou intriqué. Il pensait qu'il devait y avoir des « variables cachées » qui permettraient de connaître parfaitement l'état d'un système.

En 1965, John Bell montrait qu'il existe des situations physiques où il est possible de confronter les prédictions de la mécanique quantique aux théories à variables cachées et par le fait même, de confirmer l'existence d'états intriqués. Sa théorie porte maintenant le nom d'« inégalités de Bell ».

Il fallut attendre le début des années 80 pour que des expériences confirment l'existence de ces fameux états intriqués. Imaginez la suite, toute l'informatique quantique réside dans le fait qu'un bit quantique (appelé qubit) puisse être à la fois dans l'état 0 et dans l'état 1!

Les travaux pratiques avancés offrent maintenant aux étudiants la possibilité de réaliser une expérience qui met fin au débat qui opposait deux géants de la physique. Cette réalisation est le fruit d'une collaboration avec l'Institut National d'optique de Palaiseau, là même où s'est effectuée la célèbre expérience d'Alain Aspect et Philippe Grangier qui mettait en évidence pour la première fois la violation de ces inégalités.