Quantum Information: une incertitude négative ?

L'information quantique peut être négative ?

D'après les travaux de M. Horodecki et A. Winter

Même les plus ignorants ne peuvent pas savoir moins que rien. Après tout, les informations négatives n'ont aucun sens. Mais, bien que cela puisse être vrai dans le monde quotidien auquel nous sommes habitués, des informations négatives existent dans le monde quantique. Les petits objets tels que les atomes, les molécules et les électrons se comportent radicalement différemment des objets plus gros - ils obéissent aux lois de la mécanique quantique. Que peut signifier une information négative ? Bref, après vous avoir envoyé des informations négatives, vous en saurez moins. De telles situations étranges peuvent se produire car ce que signifie savoir quelque chose est très différent dans le monde quantique. Dans le monde quantique, on peut en savoir trop, et c'est dans ces situations que l'on trouve des informations négatives. L'information négative s'avère être précisément la bonne quantité pour annuler le fait que nous en savons trop.

Bien que tout cela puisse sembler très mystérieux (sans parler d'un abus du mot savoir !), les informations négatives peuvent être mises sur une base rigoureuse. Je vais essayer d'expliquer comment faire ici, d'une manière que j'espère accessible à tous. Cette description est destinée à ceux qui s'intéressent à ce sujet, mais peuvent ne pas avoir de formation en théorie de l'information quantique. La majeure partie de ce texte devrait être compréhensible par toute personne disposée à faire un peu d'effort, et le reste devrait être compréhensible par toute personne ayant une certaine connaissance de la mécanique quantique (ou par toute personne prête à faire beaucoup d'effort). Donc, s'il y a des parties qui restent floues après un certain temps, veuillez me le faire savoir [email J.Oppenheim (at) damtp.cam.ac.uk], et je peux modifier ce texte pour rendre les choses plus claires. Un résumé exécutif du résultat peut être trouvé à la fin de ce texte ici si vous vous impatientez.

Afin de me concentrer sur les points principaux, j'ai sacrifié une certaine précision, et même une certaine exactitude, donc ceux qui ont une formation modeste en physique devraient d'abord essayer notre récent article sur les informations négatives, qui est disponible dans Nature ici. Il a été écrit avec Michal Horodecki et Andreas Winter. Patrick Hayden a écrit un commentaire à ce sujet ici, et une brève description du contenu peut être trouvée dans cet article d'Andreas Trabesinger. La version originale du document peut être obtenue à la pré-impression arxiv ici. Il contient un dessin animé et des citations de George Orwell, qui ont été jugées inappropriées pour la nature. Nous terminerons sous peu un compte rendu plus technique qui contient les preuves complètes, les calculs et les détails.

https://www.nature.com/articles/nature03909