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[titilapin2]

[justify] La téléportation sera-t-elle un jour possible ?


 
03/12/2008
HISTOIRES DE SAVOIR - La chronique de Jean-Luc Nothias du 3 novembre.
 
La physique est une science qui offre aujourd'hui les concepts les plus fous et les plus excitants. La téléportation en fait partie. Et elle a d'ailleurs déjà été, à moitié, réalisée. Pourtant, bien des dictionnaires ignorent encore ce mot. Au contraire, par exemple, du mot «télépathie» - cette faculté (ou ce sentiment) de pouvoir communiquer directement de cerveau à cerveau ou de lire dans l'esprit des gens. Des «pouvoirs» fort utilisés dans les œuvres de science-fiction.

La téléportation, outil indispensable de nombreux livres et films, consiste à abolir les distances. On est ici, et une fraction de seconde plus tard, on est là-bas, à des centaines ou des milliers de kilomètres. Elle peut se faire via l'utilisation d'appareils sophistiqués ou par la seule puissance de l'esprit. «Scotty ! Téléportation !» est l'une des phrases cultes du Capitaine Spok et de son équipage dans la série Star Trek. L'appareil à téléporter du vaisseau Enterprise «déconstruit» atome par atome la personne à téléporter, puis la réassemble à son point d'arrivée. Tout cela dans le temps d'un clignement d'œil. Donc bien plus vite que la vitesse de la lumière.

Ce n'est en fait pas si mal vu. Car la réalité est en passe de rattraper la fiction. Pour bien le comprendre, il faut effectuer une plongée au cœur de la matière et aller aussi loin que possible dans l'infiniment petit. Bien au-delà des atomes. C'est comme si les «gros» constituants des atomes, que l'on a déjà du mal à voir, étaient des planètes et que l'on veuille voir ce qu'il se passe à leur surface. Dans un monde appelé quantique que l'on a un mal fou à décrire. C'est que les règles qui régissent le ballet planétaire (le ballet des atomes) ne sont pas du tout les mêmes que celles qui régissent, par exemple, le déplacement des humains à la surface de la Terre.

Contrairement à la physique atomique qui peut être décrite avec des mots concrets qui nous parlent, la physique quantique fait appel à notre imagination. Dans ce monde subatomique, les «objets» d'étude sont à la fois des particules et des ondes. De plus, c'est un monde probabiliste. Pour compliquer encore le travail des chercheurs, il est admis comme principe que l'on ne peut pas à la fois connaître la position et la vitesse d'une particule. Le simple fait de l'observer va modifier son comportement.


Applications prometteuses

Un courant de la physique quantique va plus loin. Pour les tenants de cette théorie, le monde quantique existe sous toutes ses formes probables. Et c'est lorsque l'on va l'observer qu'il va prendre une forme ou l'autre. Une théorie que ne satisfaisait pas Einstein. Ce sont des expériences sur des particules jumelles qui vont fissurer les certitudes issues des théories de la relativité. Et même remettre en cause le dogme de la vitesse de la lumière comme ultime barrière.

Il s'agit de créer deux parti­cules jumelles à partir d'une particule mère. On a pu constater que cette paire de jumeaux était irrémédiablement liée (le mot exact est «intriquée»), quel que soit leur éloignement. Ce lien est tellement fort que quand l'état de l'une des particules est modifié, celui de sa jumelle l'est également, instantanément, et même si elles sont séparées par plus de cent kilomètres. Cette expérience a été réalisée plusieurs fois, par plusieurs équipes, sur des distances de plus en plus grandes. Il y a bien eu téléportation, non vraiment de matière, mais bien d'état de la matière et ce bien plus vite que la vitesse de la lumière.

Ce nouveau champ de recherche est encore balbutiant. Mais ses applications sont d'ores et déjà prometteuses. Tout d'abord dans le domaine de la transmission d'informations sensibles. Car cette technique offre non seulement le moyen de transmettre des messages cryptés, mais elle garantit que si le message est intercepté, cela se saura. Car le fait de l'intercepter va le modifier. On peut donc tout de suite savoir si l'on est sur «table d'écoute». La cryptographie quantique a manifestement de beaux jours devant elle.

Il y a aussi des espoirs du côté de l'informatique. On pense déjà à des ordinateurs quantiques, aux vitesses de travail et aux puissances de calcul surmultipliées. Car si un ordinateur classique aligne des 0 et des 1, l'ordinateur quantique pourrait jongler avec ces 0, ces 1 et un troisième état.

Enfin, cette physique quantique pourrait peut-être apporter un peu d'eau au moulin des astrophysiciens qui travaillent sur les trous noirs et surtout sur ces «trous de vers» qui seraient des passages, des raccourcis, entre les quatre coins de l'univers. Vertige de la science…[/justify]

Source: http://www.lefigaro.fr/sciences/2008/12/03/01008-20081203ARTFIG00466-la-teleportation-sera-t-elle-un-jour-possible-.php

[titilapin2]

[justify]Le 24 janvier 2009 à 11h35
 
La première téléportation quantique à grande distance entre atomes !

Par Laurent Sacco, Futura-Sciences

Jusqu’à présent, la téléportation à distance macroscopique restait confinée aux photons. Du côté des atomes, on savait la réaliser mais à l'échelle microscopique. Un groupe de chercheurs de l’université du Maryland vient de réussir l'exploit, en téléportant des états quantiques entre deux ions séparés par une distance de un mètre. Bientôt sur Internet ?


L’intrication quantique est probablement le phénomène physique qui symbolise le plus les mystères et la magie de la mécanique quantique. C’est en effet lui que l’on retrouve au cœur du fameux effet EPR et du non moins célèbre paradoxe du chat de Schrödinger. Lorsque deux particules sont dans un état d’intrication quantique, toute mesure de l’état de l’une d’entre elles, comme sa position, sa vitesse ou encore son spin réagit instantanément sur l’état de l’autre, quand bien même l’un se trouverait dans la Voie lactée et l’autre dans la galaxie d’Andromède.

Grâce à ce phénomène, il est possible de téléporter de l’information quantique d’un système physique à un autre. Cette information se présente sous la forme non pas de bits classiques mais de qubits.

On sait qu’on peut représenter, bien que cela soit une analogie trompeuse, le spin des des électrons et des noyaux d’atomes par des petites sphères en rotation. Le spin est alors un moment cinétique mais il ne peut exister, pour un électron, que sous deux états dits haut et bas qui correspondent aux deux sens de rotation autour d’un axe donné de la représentation imagée de l’électron.

Si l’on associe un bit d’information à l’orientation du spin d’un électron dans un atome alors on pourra prendre par convention la valeur « 0 » pour un spin bas et un « 1 » pour un spin haut. La magie quantique permet alors d’avoir une superposition de ces deux bits d’informations qui sont donc simultanément présents. C’est un qubit d’information.



Schémas illustrant les principes des qubits portés par un ion et l'intrication entre deux d'entre eux. Crédit : IEEE


Transmettre une information d'un ion à autre, sans lien matériel

Cette situation se présente facilement dans le cas d’ions, par exemple ceux de l’ytterbium. En mettant en interaction deux de ces ions, grâce à un faisceau laser, on peut en réaliser l’intrication. Ils ne forment alors plus qu’un seul système quantique dans une superposition d’états.


On peut s’en servir pour observer l’effet EPR car, même en séparant ensuite les deux ions, toute mesure de l’état quantique de l’un agira instantanément sur l’état quantique de l’autre. Ainsi, si l’on veut savoir par une observation si l’état d’un des ions est un qubit de valeur « 0 » ou « 1», et si cet ion était dans une superposition de ces deux états, il se produira une projection de l’état de cet ion vers un état caractérisé par un électron de spin haut ou bas. A cause de l’effet d’intrication le second ion verra l’état du spin de son électron modifié.


C’est ce genre de jeu que pratiquent Christopher Monroe et ses collègues du Joint Quantum Institute (JQI) à l’université du Maryland.
Deux ions d’ytterbium ont été piégés dans deux cavités différentes. Le premier a été doté d’un qubit d’information et on a l’a ensuite intriqué avec le second ion présent dans un autre piège à ions distant d'un mètre, grâce à une impulsion laser.


En observant le premier ion, une superposition d’état est détruite provoquant l’émission d’un photon pouvant posséder deux états d’énergie possible. L’information portée par le premier ion est alors détruite mais, à cause de l’intrication de cet ion avec le second, l’état du deuxième ion est changé de sorte qu’il enregistre d’une certaine façon l’information qui se trouvait dans le premier.

En fonction de l’énergie du photon émis par le premier ion, on sait quels types d’opérations on peut faire subir au second pour qu’il restitue l’information concernant le premier. Les chercheurs ont constaté qu’il y avait bien eu téléportation de l’état quantique du premier ion sur le second.

Une expérience similaire avait déjà été réalisée en 2004 avec des ions mais la téléportation n’avait été faite que sur des distances microscopiques. La téléportation d’états quantique avait déjà été réalisée, là aussi il y a des années, sur de grandes distances mais avec des photons. C’est donc la première fois que l’on réalise une téléportation d’états quantiques avec de la matière sur des distances macroscopiques. Cette performance est importante car elle rend un peu plus crédible la future réalisation d’un véritable Internet quantique pour le transfert d’informations, par exemple cryptées.[/justify]

Source: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/la-premiere-teleportation-quantique-a-grande-distance-entre-atomes_18051/#xtor=RSS-8

Téléportation et perspectives

   

[Nemo492]

La téléportation quantique est en bonne voie. C'est ce que vient d'annoncer le New Scientist dans son dernier numéro.

"Une équipe du Joint Quantum Institut a choisi d'expérimenter avec des ions d'ytterbium, et construit un téléporteur capable de communiquer leur état à travers le laboratoire; ce qui, jusqu'à présent, n'avait été possible qu'avec des photons. La technique devrait permettre d'augmenter considérablement la distance de transmission, qui est actuellement de 1 mètre. - http://fr.wikipedia.org/wiki/Ytterbium

"Cette expérience avait déjà été réalisée à l'échelle macroscopique entre des photons, mais c'est la première fois qu'elle réussi entre deux atomes."

Jusqu'ici, la téléportation pouvait se réaliser de deux manières, mais sous d'importantes contraintes. Les physiciens étaient capables de téléporter des états quantiques entre des photons. Mais ces photons ne pouvant être stabilisés plus d'une milliseconde, il fallait renoncer à concevoir un système qui requiert un stockage de mémoire.

Steven Olmschenk et ses collègues de l'Université du Maryland ont mis au point une troisième méthode : ils ont choisi d'expérimenter avec deux ions de l'élément ytterbium, chacun confiné dans sa propre cavité électromagnétique. Chaque ion est maintenu en deux états, avec différents niveaux d'énergie. Cette disposition constitue un bit quantique d'information, ou qubit.

"La téléportation s'appuie sur le phénomène de l'intrication quantique qui intervient uniquement à l'échelle atomique et subatomique. Lorsque deux particules sont placées dans un état intriqué, leurs propriétés physiques sont inextricablement liées, et ce, quelle que soit la distance qui les sépare. Ainsi, tout changement d'état de l'une affectera l'autre." Source

Les photons ne peuvent transporter des états quantiques sur les longues distances d'une fibre optique au risque de perdre l'information. Cette nouvelle approche pourrait permettre de mettre au point des "répétiteurs quantiques" : de tels téléporteurs placés à intervalles réguliers le long de la fibre pourraient stocker très brièvement des états quantiques avant de les transmettre à nouveau, afin que chaque photon n'ait à parcourir qu'une distance réduite.

Le physicien quantique Paul Kwiat, de l'Université d'Illinois, pense que c'est un grand pas en avant. Mais il reconnait que des progrès restent à faire, parce que le système ne permet actuellement en moyenne qu'une téléportation réussie toutes les 12 minutes. Olmschenk devrait parvenir à un débit d'environ un bit quantique d'information par seconde, ce qui pourrait déjà s'avérer utile pour la cryptographie quantique. Cette expérience permet d'envisager à terme un internet quantique. Source

[harlock]

La même chose :

Téléportation ionique à longue distance

Une équipe scientifique américaine est parvenue à réaliser un téléporteur capable d'envoyer l'état quantique d'ions d'ytterbium d'un bout à l'autre du laboratoire. Un exploit que l'on avait réussi uniquement avec des photons. Cette technique pourrait simplement révolutionner le transfert de l'information quantique en augmentant considérablement la distance d'échange.

Auparavant la téléportation pouvait prendre deux formes chacune très limitée. Les physiciens pouvaient téléporter des états quantiques entre photons, malheureusement les photons ne peuvent être stockés, et par conséquent ne seront jamais les bases des futurs supports de la mémoire à information quantique. Dans d'autres expériences l'état d'un ion était téléporté à un autre ion contenu dans le même dispositif à quelques micromètres l'un de l'autre.

Steven Olmschenk de l'université du Maryland et ses collègues ont conçu une troisième méthode employant des photons pour effectuer une téléportation de longue distance entre des éléments matériels.

Ils ont commencé avec deux ions d'ytterbium chacun maintenu dans sa propre " bouteille magnétique, " appelé un piège de Paul. Chaque ion est un mélange de deux états avec différents niveaux d'énergie. Ce mélange constitue un bit d'information quantique, un qubit.

Un rayon laser excite chaque ion qui émet un photon. Chacune des paires ion-photon est "intriqué", c'est à dire qu'elles partagent un état quantique commun dans lequel ce qui affecte l'une des particules affecte l'autre exactement de la même manière quelle que soit la distance qui les sépare.

Lorsque les chercheurs réussissent la manipulation parfaite, l'intrication quantique agit comme un lien qui permet de téléporter l'état – le qubit – au second ion. Celui-ci devient alors une copie parfaite du premier.

D'après le physicien Paul Kwiat il s'agit d'une avancée importante dans le domaine même si le taux de téléportation est très faible environ un succès toutes les 12 minutes en moyenne. Olmschenk pense qu'il peut augmenter le taux de transfert jusqu'à un qubit par seconde. Cette application pourrait être utile en cryptographie quantique.

G.A.
Unisciences.com
04/02/2009

[drjls]

A part qu'il n'y a aucune téléportation... Employer ce mot est une façon de cacher l'intérêt de la chose qui est de mettre à mal nos symbolisations de l'espace et du temps.

[là et demain]

Bonjour,

Je pense qu'il y a une petite erreur dans le texte; il faudrait écrire : "ce qui, jusqu’à présent, n'avait été possible qu'avec des photons" et non pas "avait été impossible avec des photons".

Quel est donc ce mystérieux "fil" qui unit les particules matérielles séparées par de grandes distances ?
Une dimension invisible, dans laquelle la notion d'espace-temps n'a plus cours ?
Car si l'on peut conserver en théorie un état quantique identique entre deux particules distantes spatialement, on peut aussi en théorie le faire avec des particules distantes temporellement (!?)
Ce qui reviendrait à dire que certaines particules du présent pourraient être en cohérence quantique avec d'autres situées dans un lointain futur (?!)
Et qu'en agissant sur celles-ci dans le présent (ici et maintenant ), on modifierait le futur (là et demain)... et vice-versa ?

Vertigineux...   

[Nemo492]

Bonjour,

Je pense qu'il y a une petite erreur dans le texte; il faudrait écrire : "ce qui, jusqu’à présent, n'avait été possible qu'avec des photons" et non pas "avait été impossible avec des photons".

Bien vu, merci. C'est d'autant plus maladroit que la phrase suivante l'explique bien :

"Cette expérience avait déjà été réalisée à l'échelle macroscopique entre des photons, mais c'est la première fois qu'elle réussi entre deux atomes."

[Pello]

Une dimension invisible, dans laquelle la notion d'espace-temps n'a plus cours ?

C'est l'essence même de ce que je désigne par la Réalité.
Pello

[là et demain]

Une dimension invisible, dans laquelle la notion d'espace-temps n'a plus cours ?

C'est l'essence même de ce que je désigne par la Réalité.
Pello

  Oui, oui. Je suis en train de lire les pages du site. Extrêmement intéressant, bien que je n'adhère pas d'emblée à tout.

[Argolus]

Ce n'est pas plutot la transmission d'un état quantique ? Ou plutôt la duplication d'un état quantique ?
La formule n'est elle pas une astuce rhétorique faite pour encourager les jeunes à la filière scientifique ? Ou bien pour attirer les fonds ?

[titilapin2]

Pour aller plus loin sur cette recherche fondamentale:


http://iontrap.umd.edu/

Welcome to Prof. Christopher Monroe's research group at the University of Maryland Department of Physics and Joint Quantum Institute.

Our group focuses on the use of individual atoms and photons for fundamental studies of quantum physics and applications in quantum information science.

A long term goal of our research is the fabrication of a large-scale quantum computer network that could store and process information in a way that could eclipse the performance of a conventional computer. Our main tools are the ion trap and the laser, providing control of the most pristine source of qubits: trapped atomic ions.


Schéma de téléportation


Cadmium Yellow Entangled, by Boris Blinov (2005)

http://www.sussex.ac.uk/physics/iqt/
Ion Quantum Technology at Sussex...
 
Welcome to the web page of the Ion Quantum Technology group at the University of Sussex, Brighton, UK. The group is headed by Dr Winfried Hensinger. Our aim is to develop new quantum technologies, in particular, the ion trap quantum computer. For this purpose our research focuses on applied experimental quantum information science, development of new scalable methods to build ion trap arrays and the interchange of quantum information in general. Our second research area is the exploration of quantum phenomena, their connection to our "classical" world and as well as the exploration of the foundations of quantum mechanics. One of our interests is the interaction of atomic and condensed matter systems in the quantum domain. An interview about the general research directions can be found here.
Our group forms close links with the Trapped Ion Quantum Computing group of Prof. Christopher Monroe at the University of Maryland and the Ion Cavity QED group of Prof. Wolfgang Lange at the University of Sussex and we are part of the broader AMO research group at the University of Sussex.

http://www.jqi.umd.edu/



http://depts.washington.edu/qcomp/index.html
Welcome to the University of Washington trapped ion quantum computing group page! We work on experimental implementation of quantum computation and quantum communication using single trapped ions and single photons, and the hybrid atom-photon entangled state. Apart from the quantum information applications, we are also interested in testing the fundamental principles of quantum mechanics.

We are a part of the atomic physics group at the UW.

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http://www.iontrap.wabash.edu/


Dr. Martin John Madsen
Department of Physics
Wabash College
   
Welcome

I view my many different roles in life as different aspects of the same general theme. Follow the links to the left to learn more about my personal thoughts and activities, my roles as an educator, and my research work in Atomic Physics.

I have also included a set of links to blogs and pages that I find interesting and read on a regular basis.

Finally, I have links back to the Physics Department and to Wabash College.

Why Wabash?

I decided to come to Wabash College for a number of reasons:

In talking to the Dean of the College during my job interview, I got the sense that Wabash College is about training men to be leaders in our society. I come from a long line of active Scouters and consider their mission to be very important. We need good men and good leaders. I believe this is one of the key roles in the College, reflected in the Mission to teach men to "lead effectively".
I am interested in the differences between co-ed education and single-sex education. My wife is a Mt. Holyoke alumna and I find the differences between the two educational models to be interesting. I have found, though, that the difference in Physics are not all that great, given the gender gap in our field. I hope that I can help shape the attitudes of our physics students such that they will be able to productively work with women both in and out of physics.
The Physics Department is housed in a nice building with good facilities. Believe it or not, this is an important thing to me. Although the information content of physics is independent of the building, I think it is much nicer to be in a good building.
I love the interdisciplinary interactions between faculty. This is reflected in the meetings of the faculty during the school year, before the semester starts in workshops, and in everyday interactions. I love interacting with my colleagues from all different academic disciplines.
I like the interaction between students and faculty. I am a fairly laid-back person when it comes to working with students and I like an informal atmosphere both in my classes and in my labs. I like the fact that I can converse naturally with students on a variety of topics both in and out of physics.
I am fascinated by the Gentleman's Rule. I have my own thoughts and feelings as to what this rule means. Click here for a printable version of The Unauthorized, Unofficial Gentleman's Rule Book


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Au sujet de l'un des chercheurs:STEVEN OLMSCHENK et de l'importance de ces recherches pour le gouvernement US:














La liste de ses publications
edit : la page n'existe plus

STEVEN OLMSCHENK
Source [edit - la page n'existe plus]



Retired Group Pictures


JQI and University of Maryland   College Park, MD 20742   smolms "at" umd.edu

Education

University of Michigan, Ann Arbor, MI
Ph.D. in Physics, Advisor: Professor Christopher Monroe (August 2009)
   Thesis: "Quantum Teleportation between Distant Matter Qubits"
M.S.E. in Electrical Engineering (August 2007)
M.Sc. in Physics (December 2005)

University of Chicago, Chicago, IL
B.A. in Physics with a Specialization in Astrophysics, Advisor: Professor Mark Oreglia (June 2004)
   Thesis: "Searching for Bottom Squarks"
B.S. in Mathematics (June 2004)

Chisago Lakes High School, Lindstrom, MN
Diploma (June 2000)

Research Experience

Trapped Ion Quantum Computing, Advisor: Professor Christopher Monroe, University of Michigan/Maryland
September 2004 - Present
Advancements in quantum information science accomplished through experimental study of individual atomic ions confined in rf traps. Currently, my research is focused on interfacing atoms and photons for applications in quantum communication and quantum computation.

High Energy Physics, Advisor: Professor Mark Oreglia, University of Chicago
September 2003 - June 2004
B.A. thesis project: Investigated the light bottom squark scenario of the supersymmetric extension of the Standard Model using data collected by the OPAL detector at LEP.

Solar Physics, Doctor K. S. Balasubramaniam and Doctor A. A. Pevtsov, National Solar Observatory
June 2003 - August 2003
NSF REU: High resolution spectroscopy data of 39 spectral lines was used to analyze temporal variations in the Evershed flow of a sunspot.

High Energy Physics, Professor Mark Oreglia, University of Chicago
September 2002 - June 2003
Aided research for development of a muon cooling system to determine the feasibility of a future muon collider. Milled bolometric samples, mounted them in a cryostat, and investigated with a laser.

Educational Research in Radio Astronomy, Professor Daniel Reichart, University of North Carolina
August 2002
Employed 40-foot radio telescope to map parts of the radio sky.

Granular Materials, Professor James Kakalios, University of Minnesota
June 2002 - August 2002
Set up and performed experiments to determine the probability of jamming in 2D and 3D hoppers.

Honors and Fellowships

Peter Franken Award for Outstanding Graduate Research (April 2006)
Ford Fellowship (September 2004 - August 2006)

Teaching Experience

Calculus Tutor/Teaching Assistant, University of Chicago, Chicago, Illinois
September 2003 - June 2004, September 2001 - June 2002
Organize and direct hour and a half long tutorials twice a week. Correct assignments and quizzes.

Technical Skills

Lasers/Optics: continuous-wave Ti:S and diode lasers; pulsed Ti:S lasers, passively mode-locked (100 fs) and actively mode-locked (1 ps); infrared (935 nm) to ultraviolet (214 nm) light; second-harmonic generation in free-space (pulsed) and intra-cavity (cw); fiber optics.
Programming: Verilog (FPGA); Matlab; Mathematica; LabView; LaTeX; HTML.
Relevant Applications: Altera Quartus II; CPO; Maxwell; Adobe and Microsoft applications.
Electronics: digital; analog; radiofrequency; microwave.
Machining: Mill; Lathe; Bandsaw; Drill Press

[titilapin2]

La Physique quantique : Un guide d'initiation au monde subatomique


Dualité onde-particule, univers parallèles, téléportation… De nombreux encadrés, notes de synthèses, schémas explicatifs, illustrations et un texte clair pour une compréhension immédiate des concepts clés de la physique quantique. 

Comment une particule peut-elle être en deux endroits à la fois ? Que signifient "la dualité onde-particule" et "l’incertitude quantique" ? Ce guide vous livre les réponses à toutes ces questions.
L’histoire de la physique quantique.
Qu’est ce que la physique quantique et quelques sont ces applications ? :?

.:La Physique quantique : Un guide d'initiation au monde subatomique:.




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Merci à Hell3000 pour ce post