How to reverse unknown quantum processes
Comment inverser des processus quantiques inconnus
par l'Université de Vienne
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(a) Dans le monde classique, il existe une indubitable directionnalité du temps, illustrée ici par le processus de vieillissement, un processus qui ne peut pas être inversé en pratique malgré sa nature déterministe. Dans cet article, nous montrons que ces mêmes limitations ne s'appliquent pas dans le domaine quantique.
(b) L'unitarité de la mécanique quantique garantit qu'un inverse d'une évolution temporelle donnée 𝑈 existe toujours, même s'il peut être inconnu.
(c) En laissant un système quantique cible traverser une région d'interaction, une évolution temporelle perturbée 𝑉 peut être réalisée. (
d) Un interrupteur quantique fait évoluer le système cible dans une superposition de son évolution libre 𝑈 et de son évolution perturbée 𝑉. Cette superposition d'évolutions temporelles peut être utilisée pour « rembobiner » le système dans le temps, sans nécessiter aucune connaissance ni sur 𝑈,𝑉 , ni sur l'état | Ψ ⟩. Crédit : Optica (2022). DOI : 10.1364/OPTICA.469109
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Dans le monde qui nous entoure, les processus semblent suivre une certaine direction temporelle : les pissenlits finissent par se transformer en boules de graines à souffler! Cependant, le domaine quantique ne joue pas selon les mêmes règles. Des physiciens de l'Université de Vienne et de l'IQOQI de Vienne ont maintenant montré que pour certains systèmes quantiques, la direction temporelle des processus peut être inversée. Cette démonstration d'un protocole dit de rembobinage a été publiée dans Optica.
La vie quotidienne est pleine de changements bien compris, mais pratiquement impossibles à inverser ; par exemple, la métamorphose d'un pissenlit en boule d Cependant, on pourrait imaginer défaire cette transformation, étape par étape, si l'on savait précisément comment chaque molécule de la plante se déplaçait dans le temps. Dans le domaine quantique, le problème devient encore plus délicat : l'un des principes fondamentaux de la physique quantique est que la simple observation d'un système le fait changer.
Cela rend impossible, même en principe, de suivre l'évolution d'un système dans le temps et d'inverser le processus. Cependant, dans le même temps, les lois de la mécanique quantique ouvrent également de nouvelles possibilités telles que les protocoles de rembobinage universels. Ceux-ci permettent d'inverser les changements dans un système quantique sans savoir ce qu'ils étaient.
Dans le cadre d'une collaboration entre l'Université de Vienne et l'IQOQI Vienne, des physiciens expérimentaux dirigés par Philip Walther ont mis en œuvre avec succès un tel protocole de rembobinage universel développé par des physiciens théoriciens dirigés par Miguel Navascués. En combinant ce nouveau protocole théorique avec une configuration optique complexe, le groupe a montré qu'il est en effet possible d'inverser les changements d'un système quantique. Pour cela, ils ont utilisé des composants à fibres optiques ultra-rapides et des interféromètres en espace libre disposés en commutateur quantique.
Ils ont réussi à inverser l'évolution temporelle d'un seul photon sans savoir comment il changeait dans le temps, ni même quels étaient ses états initial et final. « Remarquablement, ce protocole n'exige même pas que la nature des interactions avec le système quantique soit connue », explique Peter Schiansky, premier auteur de la publication.
Leur protocole de rembobinage universel est d'une efficacité optimale dans son exécution et peut être étendu pour réussir avec une probabilité arbitrairement élevée. La preuve que les protocoles de rembobinage existent sous cette forme générale et qu'ils sont techniquement réalisables contribue à notre compréhension de la mécanique quantique fondamentale. À l'avenir, ces protocoles pourraient devenir un outil utile dans les technologies de l'information quantique.
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COMMENTAIRES
Si vous admettez l'extansion des résultats de cet article vous risquez de tomber dans un problème philosophique grave : l'absence de causalité dans le ''territoire de la physique quantique''.
A mon avis l exemple du photon est mal choisi : ne se déduit il pas que (en l absence d interaction ) sa masse nulle rend sa vie infinie et le concept de temps reste sans objet pour lui !
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More information: P. Schiansky et al, Demonstration of universal time-reversal for qubit processes, Optica (2022). DOI: 10.1364/OPTICA.469109
Journal information: Optica
Provided by University of Vienna
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Speed limits for quantum phenomena have been extended to macro-sized objects
Le fondement du temps vient de l'oscillateur dipolaire stochastique qui répond à la loi M.L = Cte. A cette échelle l'inertie et l'amplitude spatiale forment un couple inséparable. Il y a décohérence de ce couple, à un certain seuil macro. La clé de l'existence de l'oscillateur stochastique, se trouve dans la dualité entre l'impossible zéro inertiel absolu et le zéro dipolaire symétrique. Le déterminisme naturel du premier pousse à multiplier à l'infini le nombre de tirage au point zéro où à chaque cycle, le zéro inertiel initial sera toujours très près de zéro absolu sans jamais l'égaler. Ainsi selon ML = Cte, il y a une infinité de potentiels d'amplitudes spatiales, selon le tirage aléatoire initial. Par définition, les pôles symétriques conservent leur causalité pour garantir le zéro symétrique car ML n'est pas un scalaire comme M séparé.. Cette causalité relève de la charge élémentaire déterminée selon : e² = f(M.L). Chaque cycle aléatoire est calibré par une fréquence f(M.L). Le temps apparent dipolaire est annulé mais pas dans le référentiel confiné d'un des pôles.
RépondreSupprimerA l'échelle, monopolaire le temps confiné est réversible. A l'échelle dipolaire le temps est annulé. Plus tard, sorti de ce cadre stochastique, les oscillateurs synchronisés et consolidés tissant un BEC en formation, auront globalement un temps unidirectionnel relatif au flux entrant de synchronisation.
Après saturation, délocalisation-relocalisation et fusion, chaque pôle
d'oscillateur, devenu monopolaire devient électron où positron non annihilable car délocalisé. Ensemble, Ils formeront les fusions : neutrons → protons → étoiles → galaxies.
L'écoulement du temps cosmique – relatif à la consolidation des masses – hérite du couple global M.L qui dans le cadre d'un demi cycle oscillatoire, a effectivement un temps unidirectionnel. Mais la relativité prouve que le temps local est toujours relatif à l'intensité inertielle locale.
Le lien causal de l'oscillateur-univers (1/2 cycle) est la gravitation. Au terme de son amplitude, la relocalisation, via les collisions → DM, toutes les masses seront annihilées et les photons retrouveront l'état stochastique de l'univers dans lequel le zéro inertiel individuel recouvrera sa nature symétrique et non absolu.
La phase synchronisation du cycle univers est relatif à l'entropie décroissante alors que la phase expansion voit son entropie en croissance jusqu'à son niveau optimal de son état permanent et stochastique.
Comparé à l'infini relatif au non écoulement du temps de l'état stochastique, l'épisode "expansion de la bulle-univers" est un épiphénomène qui passe globalement inaperçu. L'oscillateur-univers n'est pas en mode énantiomère (entre deux parties globales) mais présente une symétrie entre toutes entités individuelles. Cette symétrie globale, (via la causalité gravitationnelle relative à la séparation originelle des pôles) forme une somme nulle.
Le déterminisme de l'univers (ou naturel) est l'obtention d'un zéro inertiel absolu. Devant son impossibilité du zéro absolu (toute fonction continue, d'intervalle infiniment petit, ne peut pas satisfaire au zéro absolu parfait) la seule et unique solution réside dans le zéro dipolaire symétrique qui lui, peut-être parfait.
Voir le détail ici : https://loiduo5.com/2023/02/13/origine-du-temps/