Quand Yale té­lé­porte des portes...

IT for Business - - SOMMAIRE - MA­RIE VA­RAN­DAT

L’uni­ver­si­té de Yale est à la pointe des re­cherches en ma­tière d’in­for­ma­tique quan­tique. Elle vient de réus­sir une pre­mière ex­pé­ri­men­ta­tion de té­lé­por­ta­tion dé­ter­mi­niste d’une porte quan­tique entre deux qu­bits lo­giques, ou­vrant la voie vers des as­sem­blages com­plexes de mo­dules quan­tiques ba­siques.

Une porte quan­tique est à l’in­for­ma­tique ce que les « portes lo­giques » sont aux pro­ces­seurs ac­tuels : au­tre­ment dit, ce sont des opé­ra­tions de base qui per­mettent de mo­di­fier l’in­for­ma­tion d’un qu­bit (bit quan­tique) ou de faire cir­cu­ler l’in­for­ma­tion entre deux qu­bits. Jus­qu’ici per­sonne n’avait réus­si à « té­lé­por­ter » des portes quan­tiques entre deux mo­dules quan­tiques de fa­çon dé­ter­mi­niste, au­tre­ment dit à la de­mande. C’est ce que l’équipe de Ro­bert Schoel­kopf et Ke­vin Chou de l’uni­ver­si­té de Yale a réa­li­sé, en uti­li­sant une opé­ra­tion CNOT (Con­trol­led NOT) entre deux qu­bits lo­giques. Elle dé­taille son ap­proche dans un pa­pier pu­blié par Na­ture et pré­dit que de telles portes « té­lé­por­tées » au­ront à l’ave­nir des ap­pli­ca­tions pra­tiques pour fia­bi­li­ser cal­culs quan­tiques et, bien sûr, dans le do­maine des com­mu­ni­ca­tions quan­tiques.

Cette ex­pé­ri­men­ta­tion de té­lé­por­ta­tion est fon­da­men­tale car elle consti­tue une pre­mière étape vers la construc­tion de sys­tèmes quan­tiques à par­tir de pe­tites en­ti­tés re­liées à tra­vers un ré­seau lui-même quan­tique. L’in­té­rêt d’un tel as­sem­blage tient dans le fait que plus une in­fra­struc­ture quan­tique est com­plexe, plus elle est su­jette aux risques d’er­reurs et au « bruit ».

Pour rap­pel, les qu­bits ac­tuels sont par na­ture peu fiables, car beau­coup trop sen­sibles à l’en­vi­ron­ne­ment. Pour ob­te­nir des ré­sul­tats fiables, on uti­lise plu­sieurs « qu­bits phy­siques » qui, en­semble, forment un « qu­bit lo­gique » sta­tis­ti­que­ment fiable.

Pour abou­tir à des sys­tèmes quan­tiques com­plexes, l’une des pistes sui­vies par les cher­cheurs consiste à adop­ter une ap­proche mo­du­laire : as­sem­bler des pe­tits mo­dules simples et spé­cia­li­sés qui for­me­ront une fois réunis par un ré­seau quan­tique une vaste ar­chi­tec­ture. Le pro­blème, c’est qu’il faut que les dif­fé­rents mo­dules soient très iso­lés les uns des autres pour évi­ter toute per­tur­ba­tion. L’une des clés d’un tel as­sem­blage consiste à uti­li­ser le prin­cipe d’in­tri­ca­tion quan­tique pour, en quelque sorte, « té­lé­por­ter » des portes quan­tiques afin de per­mettre de réa­li­ser des opé­ra­tions entre les mo­dules. Et c’est pré­ci­sé­ment ce que vient de réus­sir l’uni­ver­si­té de Yale.

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