Semblables aux humains qui partent en voyage de découverte de soi, les ordinateurs quantiques sont également capables d'approfondir leur compréhension de leurs propres fondations.
Des chercheurs de l'Université de Tohoku et de l'école St. Paul de Londres ont développé un nouvel algorithme qui permet aux ordinateurs quantiques d'analyser et de protéger l'enchevêtrement quantique – un fondement fondamental de l'informatique quantique. Ces résultats feront progresser notre compréhension de l'enchevêtrement quantique et des technologies quantiques.
L'étude a été publiée dans Lettres d'examen physique le 4 mars 2025.
Caractérisée par Einstein comme «l'action effrayante à distance», l'intrication quantique est un phénomène unique dans lequel les particules restent interconnectées quelle que soit la distance entre elles. Cette fonctionnalité est l'une des raisons pour lesquelles les ordinateurs quantiques sont si puissants.
« Les ordinateurs quantiques sont construits sur un enchevêtrement et maintenant ils peuvent également être utilisés pour étudier et comprendre l'enchevêtrement », a déclaré Le Bin Ho, professeur adjoint au Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences and Graduate School of Engineering de l'Université Tohoku, et auteur principal de cette étude.
L'équipe a introduit une méthode appelée témoin à enchevêtrement variationnel (VEW), en utilisant un algorithme quantique qui optimise la détection de l'enchevêtrement. Contrairement aux méthodes traditionnelles, qui ne parviennent souvent pas à identifier tous les états enchevêtrés, le VEW améliore la précision de détection tout en se différenciant mieux entre les états séparables (non empêtrés) et enchevêtrés.
La détection de l'enchevêtrement, cependant, n'est qu'une partie du défi. Bien que même une distance d'années-lumière entre deux particules enchevêtrées ne puisse vraiment les distinguer, l'intrication quantique est fragile à sa manière.
« Dans de nombreux cas, les méthodes de détection traditionnelles reposant sur des mesures locales peuvent en fait détruire l'intrication quantique », a déclaré Le.
Pour surmonter cela, l'étude propose un cadre de mesure non local, permettant aux chercheurs d'évaluer les propriétés d'enchevêtrement sans effondrer la fonction d'onde quantique.
« Notre méthode fournit un moyen fiable de détecter et de protéger l'enchevêtrement, ce qui est essentiel pour des applications telles que l'informatique quantique, la communication et la cryptographie », a déclaré Le. « Alors que les méthodes adaptatives basées sur l'apprentissage automatique pour la détection de l'enchevêtrement gagnent en popularité, il s'agit du premier algorithme quantique qui détecte et préserve l'enchevêtrement. »
L'équipe prévoit d'affiner davantage l'algorithme, visant à améliorer l'efficacité et la précision de la détection de l'enchevêtrement – des étapes clés pour faire progresser des technologies quantiques robustes.
