La percée du chat de Schrödinger pourrait inaugurer le «Saint Graal» de l'informatique quantique, ce qui les rend résistants aux erreurs

Les erreurs dans les ordinateurs quantiques sont un obstacle pour leur utilisation généralisée. Mais une équipe de scientifiques dit qu'en utilisant un atome d'antimoine et l'expérience de pensée du chat de Schrödinger, ils auraient pu trouver un moyen de les arrêter.

Les scientifiques ont utilisé la célèbre expérience de pensée "Schrödinger's Cat" pour trouver un moyen de supprimer les erreurs des ordinateurs quantiques futurs .

La nouvelle méthode code pour les informations quantiques sur un atome d'antimoine, qui a huit états possibles qui permettent de stocker les données plus en toute sécurité que dans un qubit à deux états standard ou un bit quantique.

La percée est une étape essentielle dans Faire des erreurs dans les systèmes quantiques moins susceptibles de se produire, et, lorsqu'ils le font, les rendent plus facilement détectés et corrigés - une barrière clé au développement des ordinateurs quantiques . Les chercheurs ont publié leurs résultats mercredi 14 janvier dans la revue Nature Physics .

Conçu pour la première fois par le physicien Erwin Schrödinger en 1925, son expérience de pensée décrit de manière évocatrice les Rules étranges du monde quantique en imaginant un chat placé à l'intérieur d'une boîte opaque avec un flacon de poison qui a un mécanisme d'ouverture contrôlé par une décroissance radioactive - Un processus quantique complètement aléatoire.

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Jusqu'à ce que la boîte soit ouverte et que le chat soit observé, a expliqué Schrödinger, les règles de la mécanique quantique signifient que le malheureux félin existera dans une superposition d'États, simultanément morts et vivants.

Dans le cas de a 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 - Spin étant le moment angulaire intrinsèque d'une particule fondamentale.

Mais si le bruit dans un ordinateur quantique fait changer soudainement ce spin (comme cela arrive souvent), l'état quantique serait perdu, produisant une erreur et détruisant les informations à l'intérieur.

Pour contourner ce problème, les chercheurs derrière la nouvelle étude ont intégré un atome d'antimoine, qui a huit directions de spin différentes, à l'intérieur d'une puce quantique en silicium. Les six directions de spin supplémentaires de l'atome d'antimoine (obtenues par la nature composite de l'atome qui ajoutent plusieurs tours individuelles) signifie que, contrairement à un système à deux états de spin, une seule erreur ne suffit pas pour détruire les informations codées.

"Comme le proverbe le proverbe, un chat a neuf vies. Une petite égratignure ne suffit pas pour la tuer", co-auteur Benjamin Wilhelm , doctorant en génie électrique et télécommunications à l'Université de New South Pays de Galles (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 disent qu'ils travailleront désormais pour démontrer une méthode de détection et de correction des erreurs dans leur puce, un exploit qui est considéré comme un "Saint Graal" dans le domaine de l'informatique quantique.

"Si une erreur se produit, nous la détectes immédiatement et nous pouvons la corriger avant que de nouvelles erreurs ne s'accumulent. Pour continuer la métaphore du« chat schrödinger », c'est comme si nous voyions notre chat rentrer à la maison avec une grosse égratignure sur son visage», CO -Author Andrea Morello , professeur de génie électrique et de physique quantique à l'UNSW, dans le communiqué. "Il est loin d'être mort, mais nous savons qu'il s'est battu; nous pouvons aller trouver qui a causé le combat, avant que cela ne se reproduise et que notre chat se blesse."