effet

réaction en retour quantique

L'effet par lequel la mesure ou l'environnement provoque une réaction ou une décohérence d'un système quantique.
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Description

La rétroaction quantique est le phénomène par lequel l'acte de mesurer un système quantique le perturbe inévitablement, modifiant son évolution ultérieure. C'est une conséquence fondamentale du principe d'incertitude de Heisenberg : pour apprendre quelque chose sur un système, il faut interagir avec lui, et cette interaction introduit un bruit incontrôlable. Ce n'est pas une limitation de nos instruments, mais une caractéristique intrinsèque de la mécanique quantique, qui fixe une limite fondamentale à la précision avec laquelle nous pouvons observer le monde quantique.

Histoire

Le concept a été formalisé dans les années 1970 et 1980 par des physiciens comme Vladimir Braginsky et Kip Thorne, qui ont étudié les limites de la mesure des ondes gravitationnelles avec des interféromètres laser.

Comment ça marche

Lorsqu'un appareil de mesure interagit avec un système quantique, les deux s'intriquent. Le résultat de la mesure est corrélé à un changement dans l'état du système. Par exemple, mesurer la position d'une particule avec de la lumière lui communique une impulsion aléatoire, un processus appelé bruit de pression de radiation. Cette rétroaction peut être minimisée mais jamais éliminée, et elle est une considération clé dans la conception de mesures ultra-sensibles comme celles des détecteurs d'ondes gravitationnelles.

En pratique

La rétroaction quantique est un défi central dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles comme LIGO, où elle fixe une limite à la sensibilité, et dans l'informatique quantique, où elle affecte la lecture des qubits.

Anecdote

Dans certaines expériences ingénieusement conçues, la rétroaction d'une mesure peut être utilisée pour prédire et annuler le bruit d'une mesure ultérieure, une technique appelée mesure quantique non destructive.

Concept graph →

Formules

$$Q_{\mathcal{D}} = \frac{2}{3}\langle (\Theta - \langle\Theta\rangle)^2 \rangle - 2\langle \sigma^2 \rangle$$
Quantifies how inhomogeneities affect average cosmic expansion.
Ce qu'il y a dans la formule
Q_{\mathcal{D}}variableKinematical backreaction term — kinematical backreaction per second squared
\ThetavariableExpansion scalar — expansion scalar per second
\sigma^2variableShear scalar squared — shear scalar squared per second squared
\langle \cdot \ranglopérateurSpatial average over domain — spatial average
q_{\mathcal{d}}=\frac{2}{3}\langle(\theta-\langle\theta\rangle)^2\rangle-2\langleσ^2\rangle · 2605.05454v1
$$\rho = \sum_i p_i |i\rangle\langle i|$$
A quantum state's density matrix becomes diagonal after measurement.
Ce qu'il y a dans la formule
ρvariableDensity matrix — matrice de densité
p_ivariableProbability of state |i⟩ — probabilité
|i⟩variableEigenstate of the density matrix — état quantique
⟨i|opérateurDual vector (bra) of |i⟩ — bra operator
d_{a'}=\begin{pmatrix}\cos^2\frac{θ}{2}&0\0&\sin^2\frac{θ}{2}\end{pmatrix} · 2505.00777v1

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