Les scientifiques ont utilisé l’IA pour découvrir une méthode plus facile pour former un enchevêtrement quantique entre les particules subatomiques, ouvrant la voie à des technologies quantiques plus simples.
Lorsque des particules telles que les photons s’emmêlent, elles peuvent partager des propriétés quantiques – y compris des informations – quelle que soit la distance entre elles. Ce phénomène est important dans physique quantique et est l’une des fonctionnalités qui fabrique ordinateurs quantiques si puissant.
Mais les liens de l’enchevêtrement quantique se sont généralement révélés difficiles pour les scientifiques. En effet, il nécessite la préparation de deux paires enchevêtrées distinctes, puis mesurant la force de l’enchevêtrement – appelé une mesure à l’état de cloche – sur un photon de chacune des paires.
Ces mesures provoquent l’effondrement du système quantique et laissent les deux photons non mesurés enchevêtrés, bien qu’ils n’étaient jamais directement interagissants les uns avec les autres. Ce processus d’échange «échange d’intrication» pourrait être utilisé pour la téléportation quantique.
Dans une nouvelle étude, publiée le 2 décembre 2024 dans la revue Lettres d’examen physiqueles scientifiques utilisés Pytheusun outil d’IA qui a été spécifiquement créé pour concevoir des expériences quantiques optiques. Les auteurs de l’article ont initialement visé à reproduire des protocoles établis pour l’échange d’intrication dans les communications quantiques. Cependant, l’outil d’IA a continué à produire une méthode beaucoup plus simple pour obtenir un enchevêtrement quantique des photons.
« Les auteurs ont pu former un réseau neuronal sur un ensemble de données complexes qui décrivent comment vous avez mis en place ce type d’expérience dans de nombreuses conditions différentes, et le réseau a en fait appris la physique derrière elle », » Sofia Vallecorsaun physicien de recherche pour l’initiative de la technologie quantique à Cernqui n’a pas été impliqué dans la nouvelle recherche, a déclaré à Live Science.
Appuyant sur l’IA pour simplifier l’intrication quantique
L’outil d’IA a proposé que l’intrication pourrait émerger parce que le chemin des photons était indiscernable: lorsqu’il y a plusieurs sources possibles, les photons pouvaient provenir, et si leurs origines deviennent indiscernables les unes des autres, alors l’enchevêtrement peut être produit entre eux alors qu’aucun existait auparavant.
Bien que les scientifiques soient initialement sceptiques quant aux résultats, l’outil a continué à retourner la même solution, ils ont donc testé la théorie. En ajustant les sources de photons et en s’assurant qu’ils étaient indiscernables, les physiciens ont créé des conditions où la détection des photons sur certains chemins garantissait que deux autres ont émergé enchevêtré.
Cette percée dans la physique quantique a simplifié le processus par lequel l’intrication quantique peut être formée. À l’avenir, cela pourrait avoir des implications pour les réseaux quantiques utilisés pour la messagerie sécurisée, ce qui rend ces technologies beaucoup plus réalisables.
« Plus nous pouvons compter sur une technologie simple, plus nous pouvons augmenter la gamme d’applications », a déclaré Vallecorsa. « La possibilité de construire des réseaux plus complexes, qui pourraient se diversifier dans différentes géométries, pourrait avoir un grand impact en ce qui concerne le cas de bout en bout. »
Il est cependant à voir s’il est pratique de faire évoluer la technologie dans un processus commercialement viable, car le bruit environnemental et les imperfections des appareils pourraient provoquer l’instabilité dans le système quantique.
La nouvelle étude a également fourni un argument convaincant pour l’utilisation de l’IA comme outil de recherche par les physiciens. « Nous recherchons davantage l’introduction de l’IA, mais il y a encore un peu de scepticisme, principalement en raison de ce que le rôle du physicien sera une fois que nous commençons à aller de cette façon », a déclaré Vallecorsa. « C’est l’occasion d’obtenir un résultat très intéressant et montre de manière très convaincante comment cela peut être un outil que les physiciens utilisent. »
