Bayésianisme quantique

Chaque point de la boule de Bloch est un état quantique possible pour un qubit. Dans le QBisme, tous les états quantiques sont des représentations de probabilités personnelles.

En physique et en philosophie de la physique, le bayésianisme quantique est un ensemble d'approches relatives à l'interprétation de la mécanique quantique, dont la plus importante est le QBisme (prononcer « cubisme »).

Le QBisme est une interprétation qui considère les actions et expériences d'un agent comme les préoccupations centrales de la théorie. Il traite les questions courantes de cette dernière comme la nature de la superposition des fonctions d'onde, la mesure quantique et l'intrication[1],[2].

Selon le QBisme, de nombreux aspects du formalisme quantique, mais pas tous, sont de nature subjective. Un état quantique, par exemple, n'est pas un élément de la réalité, mais représente plutôt les degrés de croyance qu'a un agent sur les résultats possibles des mesures. Pour cette raison, certains philosophes des sciences considèrent le QBisme comme une forme d'antiréalisme[3],[4]. Les auteurs de l'interprétation ne sont pas d'accord avec cette caractérisation, proposant plutôt que la théorie prenne place dans une sorte de réalisme qu'ils appellent « réalisme participatif », dans lequel la réalité dépasse ce qui peut être capturé par un récit putatif à la troisième personne[5],[6].

Cette interprétation se distingue par son usage d'une acception bayésienne subjective des probabilités, pour reprendre la règle de Born de la mécanique quantique en tant qu'ajout normatif à la prise de décision correcte.

Enraciné dans les travaux antérieurs de Carlton Caves, Christopher Fuchs et Rüdiger Schack au début des années 2000, le QBisme lui-même est principalement associé à Fuchs et Schack et a été adopté plus récemment par David Mermin[7]. Il s'inspire des domaines de l'information quantique et de la probabilité bayésienne et vise à éliminer les énigmes d'interprétation qui ont assailli la théorie quantique. L'interprétation QBiste est historiquement dérivée des points de vue des différents physiciens souvent regroupés sous le nom d' « interprétation de Copenhague »[8],[9], mais en est elle-même distincte[9],[10]. Theodor Hänsch a caractérisé le QBisme comme affinant ces visions plus anciennes et les rendant plus cohérentes[11].

Plus généralement, tout travail qui utilise un traitement bayésien ou personnaliste (alias « subjectif ») des probabilités de la théorie quantique est aussi parfois appelé bayésien quantique. Le QBisme, en particulier, a été appelé « l'interprétation bayésienne radicale »[12].

En plus de présenter une interprétation de la structure mathématique existante de la théorie quantique, certains QBistes plaident en faveur d'un programme de recherche visant à reconstruire la théorie quantique à partir de principes physiques de base dont le caractère QBiste est manifeste. L'objectif ultime en serait d'identifier quels aspects de l'ontologie du monde physique font de la théorie quantique un bon outil, utilisable par les agents [13].

Références

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  1. ↑ Timpson, « Quantum Bayesianism: A study », Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics, vol. 39, no 3,‎ , p. 579–609 (DOI 10.1016/j.shpsb.2008.03.006, Bibcode 2008SHPMP..39..579T, arXiv 0804.2047, lire en ligne [postscript])
  2. ↑ Mermin, « Commentary: Quantum mechanics: Fixing the shifty split », Physics Today, vol. 65, no 7,‎ , p. 8–10 (ISSN 0031-9228, DOI 10.1063/PT.3.1618, Bibcode 2012PhT....65g...8M)
  3. ↑ Jeffrey Bub, Bananaworld: Quantum Mechanics for Primates, Oxford, Oxford University Press, , 232 p. (ISBN 978-0198718536)
  4. ↑ James Ladyman, Don Ross, David Spurrett et John Collier, Every Thing Must Go: Metaphysics Naturalized, Oxford, Oxford University Press, , 184 (ISBN 9780199573097, lire en ligne)
  5. ↑ Pour le "réalisme participatif" voir par exemple Christopher A. Fuchs, Information and Interaction: Eddington, Wheeler, and the Limits of Knowledge, (ISBN 9783319437606, OCLC 967844832, Bibcode 2016arXiv160104360F, arXiv 1601.04360), « On Participatory Realism »Fuchs et Timpson, « Does Participatory Realism Make Sense? The Role of Observership in Quantum Theory », FQXi: Foundational Questions Institute (consulté le )
  6. ↑ Adán Cabello, What is Quantum Information?, Cambridge University Press, , 138–143 p. (ISBN 9781107142114, DOI 10.1017/9781316494233.009, Bibcode 2015arXiv150904711C, arXiv 1509.04711, S2CID 118419619), « Interpretations of quantum theory: A map of madness »
  7. ↑ (en) N. David Mermin, « Physics: QBism puts the scientist back into science », Nature, vol. 507, no 7493,‎ , p. 421–423 (ISSN 0028-0836 et 1476-4687, DOI 10.1038/507421a, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ Elliott Tammaro, « Why Current Interpretations of Quantum Mechanics are Deficient », arXiv:1408.2093 [quant-ph],‎ (DOI 10.48550/arxiv.1408.2093, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ a et b (en) Maximilian Schlosshauer, Johannes Kofler et Anton Zeilinger, « A snapshot of foundational attitudes toward quantum mechanics », Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics, vol. 44, no 3,‎ , p. 222–230 (DOI 10.1016/j.shpsb.2013.04.004, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ N. David Mermin, « Why QBism Is Not the Copenhagen Interpretation and What John Bell Might Have Thought of It », dans Quantum [Un]Speakables II, Springer International Publishing, (ISBN 978-3-319-38985-1, DOI 10.1007/978-3-319-38987-5_4, lire en ligne), p. 83–93
  11. ↑ (en) Theodor W. Hansch, « Changing Concepts of Light and Matter », The Pontifical Academy of Sciences,‎
  12. ↑ Gregg Jaeger, Quantum entanglement, information, and the foundations of quantum mechanics, Springer, (ISBN 978-3-540-92128-8, 3-540-92128-1 et 978-3-540-92127-1, OCLC 432711756, lire en ligne)
  13. ↑ Lili Von Baeyer, QBism : the future of quantum physics, (ISBN 978-0-674-54534-2 et 0-674-54534-6, OCLC 960457708, lire en ligne)