Des chercheurs de l’Université d’État de São Paulo ont développé une nouvelle méthode pour quantifier l’intrication quantique, remettant en question les théories traditionnelles et faisant potentiellement progresser l’informatique quantique. Cette étude souligne l’importance de l’intrication dans l’amélioration de la puissance de traitement et offre un aperçu des limites de l’informatique classique, en soulignant les progrès rapides de la technologie quantique menée par des sociétés comme Google et IBM.
L’intrication est un principe fondamental de la physique quantique et un facteur essentiel pour l’efficacité de l’informatique quantique.
L’intrication est un phénomène de physique quantique dans lequel deux ou plusieurs systèmes s’interconnectent d’une manière qui rend impossible la description de leurs états quantiques séparément. Lorsque les systèmes interagissent et s’enchevêtrent, ils présentent de fortes corrélations. Cette notion est cruciale pour l’informatique quantique, car le degré d’intrication influence directement l’optimisation et l’efficacité d’un ordinateur quantique. Plus les systèmes sont intriqués, meilleures sont les performances de l’ordinateur quantique.
Une étude menée par des chercheurs affiliés au Département de physique de l’Institut des géosciences et des sciences exactes de l’Université d’État de São Paulo (IGCE-UNESP) à Rio Claro, au Brésil, a testé une nouvelle méthode de quantification de l’intrication et les conditions de sa maximisation. Les applications incluent l’optimisation de la construction d’un ordinateur quantique.
Un article sur l’étude est publié sous forme de lettre dans Examen physique B.
Décomposer le théorème de Hellmann-Feynman
L’étude a montré comment le théorème de Hellmann-Feynman s’effondre dans des conditions spécifiques. Le théorème décrit la dépendance de l’énergie propre du système à un paramètre de contrôle et constitue un élément clé de la mécanique quantique utilisée dans des disciplines allant de la chimie quantique à la physique des particules.
« En termes simples, nous proposons un analogue quantique du paramètre de Grüneisen largement utilisé en thermodynamique pour explorer les températures finies et les points critiques quantiques. Dans notre proposition, le paramètre quantique de Grüneisen quantifie l’intrication, ou entropie de von Neumann, par rapport à un paramètre de contrôle, qui peut être un champ magnétique ou un certain niveau de pression, par exemple », Valdeci Mariano de Souza, dernier auteur de l’article. et professeur à l’IGCE-UNESP, a déclaré à l’Agência FAPESP. « En utilisant notre proposition, nous démontrons que l’intrication sera maximisée à proximité des points critiques quantiques et que le théorème de Hellmann-Feynman s’effondre à un point critique. »
Pour Souza, les résultats contribuent à la recherche fondamentale en physique et pourraient également avoir un impact direct sur l’informatique quantique. Rappelant la prédiction du cofondateur d’Intel, Gordon Moore, en 1965, selon laquelle le nombre de transistors utilisés dans les ordinateurs conventionnels doublerait tous les deux ans, il a déclaré que cette croissance rapide de la puissance des ordinateurs classiques ne peut pas durer, alors que les progrès technologiques récents permettent à l’informatique quantique de progresser à pas de géant. , avec en tête des géants comme Google et IBM.
« En informatique conventionnelle, le langage binaire en termes de zéros et de uns est utilisé pour traiter les informations. Or, la mécanique quantique superpose les états et augmente considérablement la capacité de traitement. D’où l’intérêt croissant pour la recherche sur l’intrication quantique », a-t-il expliqué.
L’étude a été proposée et conçue par Souza, et des contributions importantes ont été apportées par Lucas Squillante, chercheur postdoctoral qu’il supervise. Les autres collaborateurs étaient Antonio Seridonio (UNESP Ilha Solteira), Roberto Lagos-Monaco (UNESP Rio Claro), Luciano Ricco (Université d’Islande) et Aniekan Magnus Ukpong (Université du KwaZulu-Natal, Afrique du Sud).
La recherche menant à la production de l’article a été soutenue par la FAPESP via des projets 11/22050-4 et 18/09413-0.
