Dans un nouveau travail dans la revue Nature Physics, Victor Barizien et Jean-Daniel Bancal de l’IPhT apportent une réponse à un problème ouvert depuis 40 ans sur la portée de l’intrication quantique.
L’intrication quantique est au cœur de la deuxième révolution quantique, elle ouvre la porte à de nombreuses applications dans le domaine des technologies quantiques, allant des capteurs aux ordinateurs quantiques. Cependant, son impact reste difficile à identifier, y compris dans les scénarios les plus simples comme les tests de Bell, mis en avant par le prix Nobel de physique 2022. Pour la première fois, ce travail théorique détermine précisément la portée de l’intrication quantique dans une telle expérience.
Un système intriqué comprend deux parties qui sont inextricablement liées. Lorsque ces sous-systèmes sont mesurés, ce lien apparaît dans les fréquences des résultats observés. Signature du régime quantique par excellence, ces statistiques sont une fondation du domaine grandissant de l’information quantique. Jusqu’à présent, les statistiques issues de mesures sur des états intriqués ont cependant toujours résisté à l’analyse. En identifiant l’intégralité des fréquences permettant de reconstruire la description du système quantique mesuré, ce travail présente la première description complète et explicite d’un ensemble de statistiques quantiques.
Ce résultat a une portée aussi bien fondamentale qu’appliquée. En effet, le type de reconstruction obtenu est à la base des méthodes de validation des appareils quantiques les plus poussées. Ce travail ouvre ainsi la voie vers de nouvelles procédures de test pour les dispositifs quantiques, plus complètes qu’auparavant. Parallèlement, en déterminant l’étendue des statistiques quantiques, ce résultat identifie des limites de la physique quantique elle-même. Il nous informe donc sur la portée de la théorie quantique et offre de nouvelles perspectives pour mieux la comprendre.
[1] V. Barizien, J.D. Bancal (2025). Quantum statistics in the minimal Bell scenario. Nature Physics. https://www.nature.com/articles/s41567-025-02782-3