Les physiciens ont trouvé un moyen de corriger les erreurs quantiques autonomes

L'informatique quantique est la passerelle vers une nouvelle puissance de calcul et elle peut également contribuer à

la découverte des matériaux, l'intelligence artificielle,génie biochimique et de nombreuses autres disciplines nécessaires à la future armée; cependant, comme les qubits, les éléments de base fondamentaux des ordinateurs quantiques, sont intrinsèquement fragiles, une mise en œuvre efficace de la correction d'erreur quantique est un obstacle de longue date à l'informatique quantique. En outre, l'armée prévoit de «combattre et gagner» dans des opérations dites multi-domaines utilisant l'informatique quantique, selon le laboratoire de recherche de l'armée américaine.

Des chercheurs de l'Université du Massachusetts àAmherst a identifié un moyen de protéger les informations quantiques d'une source d'erreur commune dans les systèmes supraconducteurs, l'une des principales plates-formes de mise en œuvre d'ordinateurs quantiques à grande échelle. Dans une étude publiée dans Magazine de la nature, les scientifiques ont mis en œuvre une nouvelle façon de corriger spontanément les erreurs quantiques.

Crédit: Laboratoire de recherche de l'armée.

Les ordinateurs d'aujourd'hui sont construits avec des transistors,représentant les bits classiques, 1 ou 0. À son tour, l'informatique quantique est un nouveau paradigme pour le calcul utilisant des bits ou des qubits quantiques, où la superposition et l'intrication quantiques peuvent être utilisées pour augmenter de manière exponentielle la puissance de calcul.

Démonstrations existantes de correction quantiqueles erreurs sont actives. Cela signifie qu'ils doivent être vérifiés périodiquement pour les erreurs et corrigés immédiatement. À son tour, cela nécessite des ressources matérielles et inhibe ainsi la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques.

Au contraire, dans l'expérience des chercheursla correction d'erreur quantique passive est obtenue en corrigeant le frottement, ou dissipation, subi par le qubit. Le frottement étant généralement considéré comme un obstacle important à la cohérence quantique, ce résultat peut paraître surprenant. L'astuce est que la dissipation doit être spécialement conçue de manière quantique.

Cette stratégie générale est connue en théorie depuis environ deux décennies, mais un moyen pratique d'obtenir une telle dissipation et de l'utiliser pour la correction d'erreur quantique a été difficile.

«En démontrant de telles approches non conventionnelles, nousEspérons que cela suscitera des idées plus intelligentes pour surmonter certains des défis les plus difficiles de la science quantique », explique Grace Metcalfe, responsable de programme pour l'informatique quantique chez AFOSR.

Les chercheurs ont déclaré qu'il était sous-entendu qu'il pourrait y avoir plus de moyens de protéger les qubits contre les erreurs et de le faire à moindre coût.

«Bien que notre expérience soit encore assezAvec une démonstration rudimentaire, nous avons finalement réalisé cette possibilité théorique contradictoire de QEC dissipatifs », a déclaré le Dr Chen Wang, physicien à l'Université du Massachusetts à Amherst. "Cette expérience soulève la perspective de créer un ordinateur quantique tolérant aux pannes utile à moyen et long terme."

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La superposition quantique est une superposition d'états,qui ne peut être réalisé simultanément du point de vue classique; c'est une superposition d'états alternatifs. Le principe d'existence de superpositions d'états est généralement appelé dans le contexte de la mécanique quantique simplement le principe de superposition.

La dissipation quantique étudie les analogues quantiquesle processus de perte d'énergie irréversible observé au niveau classique. La tâche principale de cette section est de dériver les lois classiques de dissipation en utilisant la mécanique quantique.

QEC (correction d'erreur quantique) La correction d'erreur quantique est utilisée dans l'informatique quantique pour protéger les informations quantiques des erreurs dues à la décohérence et à d'autres bruits quantiques.

Les opérations multi-domaines (MDO) décrivent comment l'arméeLes États-Unis dans une force combinée [armée, marine, force aérienne et marines] peuvent affronter et vaincre un adversaire presque égal dans tous les domaines [air, terre, mer, espace et cyberespace] à la fois en compétition technologique et en conflit armé.