Une question de réalité –

Le théorème et les inégalités éponymes de John Stewart Bell exposent, mathématiquement, le contraste entre les théories de la mécanique quantique et le réalisme local. Ils sont utilisés dans les informations quantiques, dont les applications évoluent dans les domaines de la sécurité, de la cryptographie et de l’informatique quantique.

L’éminent physicien quantique John Stewart Bell (1928-1990) est surtout connu pour le théorème éponyme qui a prouvé que la compréhension actuelle de la mécanique quantique était incompatible avec les théories des variables cachées locales. Trente ans après sa mort, son collaborateur de longue date Reinhold Bertlmann de l’Université de Vienne, en Autriche, a passé en revue sa réflexion dans un article pour EPJ H, «Réel ou pas réel: telle est la question». Dans ce récit historique et personnel, Bertlmann souhaite présenter à ses lecteurs les concepts de réalité de Bell et les confronter à certaines de ses propres idées sur la virtualité.

Bell a passé la majeure partie de sa vie professionnelle au CERN à Genève, en Suisse, et Bertlmann l’a rencontré pour la première fois lorsqu’il y a accepté une bourse de courte durée en 1978. Bell avait présenté son théorème pour la première fois dans un article fondateur publié en 1964, mais c’était en grande partie négligée jusque dans les années 1980 et l’introduction de l’information quantique.

Bertlmann discute du concept des inégalités de Bell, qui résultent d’expériences de pensée dans lesquelles une paire de particules de spin ½ se propagent dans des directions opposées et sont mesurées par des observateurs indépendants, Alice et Bob. L’inégalité de Bell fait la distinction entre le réalisme local – le point de vue du «bon sens» dans lequel les observations d’Alice ne dépendent pas de celles de Bob, et vice versa – et la mécanique quantique, ou, plus précisément, l’intrication quantique. Deux particules quantiques, comme celles de la situation Alice-Bob, sont intriquées lorsque l’état mesuré par un observateur influence instantanément celui de l’autre. Cette théorie est la base de l’information quantique.

Et l’information quantique n’est plus seulement une théorie abstruse. Il trouve des applications dans des domaines aussi divers que les protocoles de sécurité, la cryptographie et l’informatique quantique. «L’héritage scientifique de Bell peut être vu dans ces derniers, ainsi que dans ses contributions à la théorie quantique des champs», conclut Bertlmann. “Et on se souviendra également de lui pour sa pensée critique, son honnêteté, sa modestie et son soutien aux défavorisés.”

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