À l’échelle des photons, l’intrication quantique

Par Alain Aspect, professeur à l’Institut d’Optique de l’Université Paris-Saclay et Prix Nobel de physique 2022.

ALEA Cycle « Infini(s) »

La physique classique distingue deux objets : les particules, discrets en nombre et en position, et les ondes, continues sous ces deux termes. Au début du XXe siècle, les physiciens mettent en évidence que les photons et les électrons se comportent parfois comme des ondes, parfois comme des particules. Deux théories permettent alors de rendre compte de ces propriétés : la mécanique ondulatoire (Einstein, Schrödinger) et la mécanique quantique (Bohr, Heisenberg). Si leurs développements mathématiques, initialement différents, purent être unifiés, leurs bases épistémologiques diffèrent : la mécanique quantique est une interprétation qui fixe son domaine de validité par un principe d’incertitude probabiliste, la mécanique ondulatoire refuse cette position, adopte un point de vue réaliste, conjecture qu’il existe une réalité matérielle encore inaccessible. En 1935, Einstein, Podolsky et Rosen croient pouvoir réfuter l’interprétation probabiliste au moyen d’une expérience de pensée « le paradoxe EPR ». En 1964, Bell fournit un test numérique, des inégalités, permettant de choisir entre les deux positions. En 1983, en faisant interagir deux photons, nous avons pu, par la mesure, invalider la vision réaliste locale. Deux photons ayant interagi se comportent comme un système quantique unique : c’est l’intrication. Au dualisme de la physique classique succède le monisme quantique : il décrit de manière identique matière et lumière.

Répondant : Bernard Maitte, professeur émérite à l’Université de Lille.