Il serait difficile de comprendre le fonctionnement interne d'une machine complexe sans jamais l'ouvrir, mais c'est le défi auquel les scientifiques sont confrontés lors de l'exploration des systèmes quantiques. Les méthodes traditionnelles d'examen de ces systèmes nécessitent souvent d'immenses ressources, ce qui les rend peu pratiques pour les applications à grande échelle.
Des chercheurs de UC San Diego, en collaboration avec des collègues d'IBM Quantum, Harvard et UC Berkeley, ont développé une nouvelle approche de ce problème appelé «ombres peu profondes robustes». Cette technique permet aux scientifiques d'extraire les informations essentielles des systèmes quantiques plus efficacement et avec précision, même en présence de bruit et d'imperfections du monde réel. La recherche est publiée dans la revue Communications de la nature.
Imaginez lancer des ombres d'un objet sous différents angles, puis en utilisant ces ombres pour reconstruire l'objet. En utilisant des algorithmes, les chercheurs peuvent améliorer l'efficacité de l'échantillon et incorporer des techniques d'atténuation du bruit pour produire des « ombres » plus claires et plus détaillées pour caractériser les états quantiques.
« En améliorant les techniques de mesure, notre approche contribue à l'effort plus large de rendre l'informatique quantique plus fiable et plus accessible », a déclaré le professeur agrégé de physique correspondant à l'auteur de Yi-Zhuang.
La validation expérimentale sur un processeur quantique supraconducteur démontre que, malgré un bruit réaliste, cette approche surpasse les techniques traditionnelles de mesure du qubit à prédire avec précision les diverses propriétés de l'état quantique, telles que la fidélité et l'entropie enchevêtrée.
