Mesurez la corrélation d’une paire singulet intriquée à différents angles et vérifiez E(a,b)=−cosΔθ — courbe quantique qu’aucun modèle à variables cachées locales ne reproduit quand on calcule le CHSH S face à sa borne classique 2.
Avancé
Matériel
Source virtuelle de photons singulets intriqués
Deux voies de mesure de polarisation avec curseur d’angle relatif Δθ
Réglez Δθ à 0 : l’affichage donne E=−cos0=−1 — les deux côtés enregistrent toujours des résultats opposés, signature du singulet ∣ψ−⟩=(∣01⟩−∣10⟩)/2.
Balayer l’angle et tracer le cosinus
Portez Δθ à π/4, π/2, π et lisez E : −cos(π/4)≈−0,71, −cos(π/2)=0, −cosπ=+1. Comparez au modèle à variables cachées locales, qui ne permet qu’une corrélation linéaire par morceaux.
Estimer la combinaison CHSH
Aux angles CHSH usuels (0, π/4, π/2, 3π/4), relevez les quatre E et calculez S=E(a,b)+E(a,b′)+E(a′,b)−E(a′,b′). Pour le singulet S=22≈2,83>2, au-delà de la borne classique — ce qui illustre pourquoi les tests de Bell concluent en faveur de la mécanique quantique.
Simulation
Histoire de l’expérience
En 1935, Einstein, Podolsky et Rosen soutinrent que la mécanique quantique était incomplète car l’intrication semblait autoriser une « action fantôme à distance » ; Niels Bohr répliqua la même année. John Bell transforma ce débat en quantité mesurable : en 1964, il prouva que toute théorie à variables cachées locales devait satisfaire une inégalité que la mécanique quantique violait.
John Clauser mesura en 1972 les corrélations de photons intriqués et trouva l’inégalité violée ; en 1982 Alain Aspect changea les réglages plus vite que la lumière ne pouvait relier les stations. Anton Zeilinger ferma les « failles » restantes à partir de 1998, et les tests « sans faille » de 2015 conclurent près d’un siècle de débat — Clauser, Aspect et Zeilinger partagèrent le Nobel 2022.