TL;DR : les carrelages non répétitifs au service des ordinateurs quantiques
– Découverte d’un lien entre carrelages aperiodiques et informatique quantique
– Les tuiles de Penrose pourraient aider à corriger les erreurs dans les ordinateurs quantiques
– La superposition quantique est essentielle mais fragile dans les calculs quantiques
– Les codes de correction d’erreurs quantiques protègent l’information sur plusieurs qubits
– Une conversation a mené à une avancée dans la compréhension des tuiles de Penrose
– Les défis pratiques des codes basés sur les carrelages de Penrose
– Perspectives futures pour les codes de correction d’erreurs quantiques
Quelle découverte relie les carrelages non répétitifs à l’information quantique ?
L’univers de la physique quantique vient de s’enrichir grâce à une découverte pour le moins surprenante : le lien entre les carrelages aperiodiques et la protection de l’information dans les futurs ordinateurs quantiques.
Ces carrelages, connus sous le nom de tuiles de Penrose, ont été découverts dans les années 1970 par le célèbre physicien Roger Penrose. Ces tuiles en forme de losange possèdent la particularité de ne jamais se répéter, formant ainsi des motifs uniques à l’infini.
Nikolas Breuckmann, un physicien de l’Université de Bristol, a récemment mis en lumière l’importance de ces carrelages, les qualifiant de « tuiles qui ne devraient pas vraiment exister », soulignant ainsi leur caractère exceptionnel et leur potentiel dans le domaine de la correction d’erreurs quantiques.
Comment les tuiles de Penrose peuvent-elles contribuer à la correction d’erreurs quantiques ?
Un article fascinant publié en novembre sur arxiv.org révèle comment les carrelages de Penrose pourraient être transformés en un nouveau type de code de correction d’erreurs quantiques.
Toby Cubitt, un chercheur spécialisé en information quantique, a mis en avant l’aspect non évident de cette découverte, qui, avec le recul, semble pourtant être d’une logique implacable.
Pourquoi la superposition quantique est-elle cruciale pour les ordinateurs quantiques ?
Les ordinateurs quantiques fonctionnent grâce à des qubits, capables d’exister simultanément dans des états de superposition de 0 et de 1. Cette capacité leur confère une puissance de calcul bien supérieure à celle des machines classiques pour certaines tâches.
Cependant, la superposition quantique est très fragile et peut être facilement perturbée par des interactions avec l’environnement ou des mesures, entraînant la destruction des calculs en cours.
Comment fonctionne la correction d’erreurs dans les codes quantiques ?
En 1995, Peter Shor a découvert une méthode permettant de stocker l’information quantique de manière à tolérer les erreurs qui affectent les qubits individuels.
Les codes de correction d’erreurs quantiques répartissent l’information sur de nombreux qubits, ce qui permet de corriger les erreurs sans compromettre l’information encodée.
Quelle conversation a mené à une avancée dans la compréhension des tuiles de Penrose ?
Une discussion entre Zhi Li et Latham Boyle sur la propriété d’indiscernabilité locale des carrelages aperiodiques, lors d’un trajet en navette en automne 2022, a conduit à l’idée de construire un code de correction d’erreurs quantiques basé sur les tuiles de Penrose.
Quels sont les défis pratiques des codes de correction d’erreurs basés sur les carrelages de Penrose ?
Les codes basés sur les tuiles de Penrose nécessitent l’utilisation de nombres réels continus pour décrire leur distribution, une approche qui n’est pas praticable pour les ordinateurs quantiques qui opèrent généralement dans des systèmes discrets.
De plus, les carrelages de Penrose ne sont localement indiscernables que sur un plan théoriquement infini, ce qui pose problème pour leur application dans le monde fini réel.
Quelles sont les perspectives futures pour les codes de correction d’erreurs quantiques basés sur les carrelages ?
Li et Boyle ont déjà développé deux autres codes basés sur des carrelages où le système quantique sous-jacent est fini dans un cas et discret dans l’autre.
Il est encore nécessaire de déterminer si la limitation de ces codes à corriger uniquement des erreurs groupées est une caractéristique intrinsèque ou si elle peut être surmontée.
L’exploration d’autres carrelages aperiodiques et de leurs liens potentiels avec les théories de la gravité quantique constitue une des prochaines étapes passionnantes de la recherche dans ce domaine.
Pour en savoir plus sur cette avancée, consultez l’article détaillé sur Wired.
