Les chercheurs ont démontré un mécanisme clé expliquant comment la nature floue et probabiliste du monde quantique cède la place à la réalité claire et cohérente dont nous faisons l’expérience. L’étude confirme que l’accord sur la réalité objective ne nécessite pas de mesures parfaites, mais découle naturellement même d’observations imparfaites – ce qui soutient la théorie du darwinisme quantique.
Le puzzle de la réalité classique
Au niveau quantique, les particules existent dans une superposition d’états jusqu’à ce qu’elles soient mesurées. Cependant, les objets du quotidien semblent définis, sans flou quantique. Depuis des décennies, les physiciens cherchent à expliquer cette transition de l’incertitude quantique à la certitude classique.
La principale explication, proposée par Wojciech Zurek en 2000, est le darwinisme quantique. Cette idée suggère que certains états quantiques sont plus « adaptés » à la survie dans l’environnement, ce qui signifie qu’ils se reproduisent plus efficacement grâce à leurs interactions avec leur environnement. Les observateurs perçoivent alors ces états dominants comme une réalité objective. Si plusieurs observateurs observent indépendamment le même état répliqué, ils s’accordent sur ce qui est « réel ».
Des observations imparfaites mènent toujours à un accord
Une nouvelle étude menée par Steve Campbell de l’University College Dublin et ses collègues a montré que même des mesures grossières peuvent conduire à un accord objectif. L’équipe a reformulé le problème sous l’angle de la détection quantique : quelle quantité d’informations sur les propriétés d’un objet (comme la fréquence de la lumière) doit être collectée pour parvenir à une conclusion définitive.
À l’aide d’une métrique appelée « information quantique de Fisher » (QFI), ils ont calculé l’efficacité avec laquelle différents schémas de mesure pouvaient déterminer une propriété objective. Étonnamment, les résultats ont révélé que les observateurs effectuant des mesures imprécises pourraient toujours converger vers les mêmes conclusions, avec suffisamment de données.
« Une mesure idiote peut en réalité faire aussi bien qu’une mesure beaucoup plus sophistiquée », explique Gabriel Landi de l’Université de Rochester. “C’est une façon de voir l’émergence du classicisme : lorsque les fragments deviennent suffisamment grands, les observateurs commencent à être d’accord même avec des mesures simples.”
Implications et recherches futures
Cette recherche relie le darwinisme quantique théorique aux expériences quantiques pratiques, ce qui facilite les tests dans des systèmes du monde réel. Diego Wisniacki de l’Université de Buenos Aires note que QFI – un concept central de la théorie de l’information quantique – n’a jamais été appliqué au darwinisme quantique auparavant, ouvrant potentiellement de nouvelles voies expérimentales.
G. Massimo Palma, de l’Université de Palerme, ajoute que même s’il s’agit d’une étape importante, des systèmes plus complexes doivent être modélisés pour consolider davantage la théorie. Landi et son équipe prévoient déjà des expériences avec des qubits à ions piégés pour comparer le délai d’émergence de l’objectivité avec les propriétés quantiques connues des qubits.
Essentiellement, cette étude montre que l’émergence de la réalité classique n’est pas une question d’observation parfaite, mais le simple volume d’interactions environnementales qui sélectionnent des états quantiques stables et reproductibles. Les résultats renforcent l’idée selon laquelle notre expérience commune d’un monde objectif n’est pas une propriété fondamentale de la nature, mais un phénomène émergent.
