Les mesures de non-démolition quantique consistent à observer certains états quantiques sans les détruire. C’est un processus difficile. Disposer d’un ordinateur quantique en état de marche, qui ne s’arrête pas pendant que les calculs sont effectués, peut grandement contribuer à résoudre ces problèmes. Des scientifiques ont donc découvert une nouvelle technique pour enregistrer des mesures quantiques de non-démolition. Cette technique fait appel à des systèmes quantiques mécaniques – des objets relativement grands en termes de calcul quantique, mais par ailleurs extrêmement petits.
Les scientifiques ont utilisé une fine bande de saphir de haute qualité, d’un peu moins d’un demi-millimètre d’épaisseur. Ils se sont également servis d’un fin transducteur piézoélectrique pour exciter des ondes acoustiques, déplaçant des unités d’énergie telles que des photons qui peuvent, en théorie, être soumis à des processus de calcul quantique. Techniquement, ce dispositif est connu sous le nom de résonateur acoustique. Pour la deuxième partie de l’installation, le résonateur acoustique a été couplé à un qubit supraconducteur – des éléments de base de l’informatique quantique qui peuvent contenir simultanément les valeurs 1 et 0.
La mise en place de ce système n’a pas été une tâche facile pour les scientifiques. Mais les résultats ont été tout aussi gratifiants. “Nos résultats ouvrent la porte à l’exécution d’algorithmes quantiques encore plus complexes à l’aide de systèmes mécaniques, tels que la correction quantique des erreurs et les opérations multimodes”, écrivent les chercheurs dans leur article publié dans Nature Physics.
Lors d’autres expériences, les chercheurs ont réussi à extraire ce que l’on appelle la “mesure de parité” du système quantique mécanique. Cette mesure est essentielle à diverses technologies quantiques, notamment pour corriger les erreurs dans les systèmes. Si cette mesure de parité fait régulièrement des erreurs, aucun ordinateur ne peut fonctionner correctement.
“Nous démontrons ici les mesures directes de la distribution du nombre de phonons et de la parité des états mécaniques non classiques. Pour ce faire, nous faisons fonctionner notre système dans le régime dispersif fort, où un qubit supraconducteur peut être utilisé pour résoudre spectroscopiquement les états de Fock des phonons”, peut-on lire dans l’article.
Les scientifiques ont déclaré qu’il s’agissait d’un pas important dans la direction de la fabrication des ordinateurs quantiques du futur. Cependant, il reste encore beaucoup de travail à faire.
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