En 1978, John Archibald Wheeler propose une expérience de pensée. Un photon est envoyé vers un interféromètre de Mach-Zehnder. À l'entrée, une lame semi-réfléchissante divise le faisceau en deux chemins possibles. À la sortie, une seconde lame recombine les chemins. Si la seconde lame est en place, les deux chemins interfèrent. Le photon est décrit comme ayant traversé les deux chemins. Si la seconde lame est retirée, un détecteur clique, pas l'autre. Le photon est décrit comme ayant traversé un chemin.
Wheeler propose de décider s'il faut retirer ou insérer la seconde lame après que le photon a déjà traversé la première.
Jacques et al. (2007) réalisent l'expérience à l'École Normale Supérieure. Un générateur quantique de nombres aléatoires décide, après que le photon soit entré dans l'interféromètre, si la mesure sera ondulatoire ou corpusculaire. Les résultats confirment la prédiction de la mécanique quantique. Quand la seconde lame est insérée tardivement, l'interférence apparaît. Quand elle est retirée tardivement, l'interférence disparaît. Les statistiques se conforment à la mesure qui est finalement effectuée.
Kim et al. (2000) poussent plus loin avec la gomme quantique à choix retardé. Deux photons intriqués sont produits. L'un est détecté immédiatement. L'autre est envoyé vers un dispositif qui peut, après la détection du premier, effacer ou préserver l'information de quel-chemin. Quand l'information est effacée, les corrélations entre les deux photons montrent un motif d'interférence. Quand elle est préservée, le motif disparaît. Le motif n'est récupéré qu'en triant les détections déjà enregistrées en sous-ensembles définis par la mesure ultérieure.
Ce tri est le point clé. Le motif d'interférence n'apparaît jamais dans les données brutes totales du détecteur précoce. Il n'apparaît que dans les sous-ensembles post-sélectionnés, une fois que le résultat de la mesure ultérieure est connu et utilisé pour partitionner l'enregistrement antérieur. Aucun signal ne voyage vers l'arrière. Aucune information ne peut être envoyée. Le détecteur précoce enregistre ce qu'il enregistre, indépendamment de ce qui arrive plus tard. Ce qui change, après coup, c'est quel sous-ensemble on regarde.
La mécanique quantique standard rend compte de l'ensemble complet des résultats sans invoquer aucun mécanisme rétrocausal. La fonction d'onde ne s'effondre pas dans le passé. Les corrélations étaient déjà présentes dans la paire intriquée lors de la préparation. Le choix ultérieur détermine quelle structure statistique au sein de ces corrélations devient visible.
Doctrine
L'expérience ne montre pas que le passé change. Elle montre que la description de ce qui s'est passé à $t_1$ n'est pas complète tant qu'on ne spécifie pas ce qui est mesuré à $t_2$. Deux mesures tardives différentes partitionnent le même enregistrement précoce en deux ensembles différents de sous-ensembles. Chaque sous-ensemble a ses propres statistiques. Aucune des statistiques n'existait dans les données brutes seules.
Le langage rétrocausal décrit le phénomène économiquement. Il ne décrit pas le mécanisme.
Vecteur ouvert
La mécanique quantique interdit l'envoi de signaux vers le passé, et elle interdit aussi d'assigner au photon une trajectoire unique définie avant que la base de mesure soit fixée. Ce sont deux contraintes différentes. La première est un théorème d'impossibilité sur le transfert d'information. La seconde est un énoncé sur ce que le formalisme permet ou ne permet pas de dire sur l'histoire intermédiaire.
La question soulevée par les expériences à choix retardé n'est pas de savoir si le passé est fixé. C'est quelles questions sur le passé ont des réponses définies avant que la mesure ultérieure soit spécifiée, et lesquelles ne l'ont pas. La ligne entre les deux n'est pas une frontière de la physique. C'est une propriété du formalisme. Que le formalisme soit complet est une question séparée, et plus ancienne.
