J’ai eu l’occasion, après avoir écouté l’une des conférences données lors de la journée “La Science et l’Impossible” (PIF 14ème Rencontre) organisée en novembre 2014 à la BNF, d’étudier l’article de David Deutsch et Chiara Marletto, intitulé “Constructor Theory of Information”. La compréhension de la lettre et de l’esprit de cet article est difficile pour qui n’est pas à l’aise avec la notion d'information et les diverses interprétations de la physique quantique. Ainsi l’un des points évoqués dans l’article concerne-t-il la discussion autour de la question localité/non localité, question sur laquelle David Deutsch et l’un de ses collègues défendent des positions “non conventionnelles”.
Pour mieux rendre compte de l’article Deutsch/Marletto, il m’est de toute façon nécessaire de disposer d’un plus large arrière-plan théorique. J’ai choisi d’étudier de plus près certains objets quantiques basiques, à partir des systèmes à deux niveaux et plus spécifiquement à partir de la notion de quantum bit. Mes sources principales dans ce billet sont deux ouvrages, savoir :
- Roger Penrose, “A la découverte des lois de l’Univers”, editions Odile Jacob 2007, chapitres 22 (en particulier pages 535-540) et 29 (pages 760 et suivantes)
- Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Franck Laloë, “Mécanique Quantique 1” Hermann Enseignement des Sciences 1977, Chapitre IV (pages 385-400)
Le présent billet est consacré au quantum bit en tant qu’objet isolé. Dans un prochain billet j’aborderai les couplages de plusieurs “qubits”. Que mes lecteurs éventuels ne se méprennent pas : ces billets ne sont pas des “cours”. Tout au plus des notes de cours. Il s’agit pour moi, en rédigeant et parfois en (me) reformulant certains calculs ou raisonnements, d’accéder à une compréhension plus incarnée des notions abordées.
La notion de “quantum bit” (Qubit)
Any quantum ‘two-state’ system such as the spin of an electron or the polarisation of a photon can in principle be used as the physical realisation of a qubit, the basic unit of quantum information. (in David Deutsch and Patrick Hayden, Information Flow in entangled Quantum Systems. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, 2000)