An artist's illustration of Schrödinger's Cat.

La découverte de Cat de Schrödinger pourrait ouvrir la voie au « Saint Graal » de l’informatique quantique, les rendant ainsi infaillibles

Par Anissa Chauvin

Les scientifiques ont utilisé la célèbre expérience de pensée du « chat de Schrödinger » pour trouver un moyen d’éliminer les erreurs du futur. ordinateurs quantiques.

La nouvelle méthode code les informations quantiques sur un atome d’antimoine, qui possède huit états possibles qui permettent de stocker les données de manière plus sûre que dans un qubit standard à deux états, ou bit quantique.

Cette percée est une étape essentielle dans rendre les erreurs moins susceptibles de se produire dans les systèmes quantiques, et, lorsqu’ils le font, les rendre plus faciles à détecter et à corriger – un obstacle majeur au développement de ordinateurs quantiques. Les chercheurs ont publié leurs résultats mercredi (14 janvier) dans la revue Physique naturelle.

Conçue pour la première fois par le physicien Erwin Schrödinger en 1925, son expérience de pensée décrit de manière évocatrice le règles étranges du monde quantique en imaginant un chat placé dans une boîte opaque avec un flacon de poison doté d’un mécanisme d’ouverture contrôlé par désintégration radioactive – un processus quantique complètement aléatoire.

Selon Schrödinger, jusqu’à ce que la boîte soit ouverte et que le chat soit observé, les règles de la mécanique quantique signifient que le malheureux félin existera dans une superposition d’états, simultanément mort et vivant.

Dans le cas d’un qubit, les informations quantiques relatives aux états 0 ou 1 d’un ordinateur classique peuvent être codées sur les états « ‘spin up » et « ‘spin down » d’un atome — le spin étant le moment cinétique intrinsèque de une particule fondamentale.

Mais si le bruit dans un ordinateur quantique provoque un changement soudain de cette rotation (comme cela arrive souvent), l’état quantique serait perdu, produisant une erreur et détruisant les informations qu’il contient.

Pour contourner ce problème, les chercheurs à l’origine de la nouvelle étude ont intégré un atome d’antimoine, doté de huit directions de rotation différentes, à l’intérieur d’une puce quantique de silicium. Les six directions de spin supplémentaires de l’atome d’antimoine (obtenues par la nature composite de l’atome qui ajoute plusieurs spins individuels) signifient que, contrairement à un système à deux états de spin, une seule erreur ne suffit pas à détruire les informations codées.

« Comme le dit le proverbe, un chat a neuf vies. Une petite égratignure ne suffit pas pour le tuer », co-auteur Benjamin Guillaumedoctorant en génie électrique et télécommunications à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie, a déclaré dans un communiqué. « Notre ‘chat’ métaphorique a sept vies : il faudrait sept erreurs consécutives pour transformer le ‘0’ en ‘1’ ! »

Avec ce système en place, les chercheurs affirment qu’ils vont maintenant travailler à démontrer une méthode de détection et de correction des erreurs dans leur puce, un exploit qui est considéré comme le « Saint Graal » dans le domaine de l’informatique quantique.

« Si une erreur se produit, nous la détectons immédiatement et pouvons la corriger avant que d’autres erreurs ne s’accumulent. Pour reprendre la métaphore du « chat de Schrödinger », c’est comme si nous voyions notre chat rentrer à la maison avec une grosse égratignure sur le visage », co -auteur Andréa Morelloprofesseur de génie électrique et de physique quantique à l’UNSW, a déclaré dans le communiqué. « Il est loin d’être mort, mais nous savons qu’il s’est battu ; nous pouvons aller trouver qui a causé la bagarre, avant que cela ne se reproduise et que notre chat ne soit davantage blessé. »

Anissa Chauvin