January 27, 2023
Téléportation : un processeur quantique a ouvert un "trou de ver dans l'espace-temps"


L’équivalent d’un trous de ver, un pont dans l’espace-temps reliant deux lieux différents, a été créé sur un processeur quantique ; l’expérience pourrait encore être développé pour explorer le gravité quantique ou théorie des cordes.

Bien que les trous de ver soient cohérents avec la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein, jusqu’à présent il n’avait pas été possible de les observer du point de vue de la physique quantiquelaissant ouvertes diverses hypothèses, dont la possibilité, par matière exotique, de ouvrez-en un et rendez-le praticable.

Découvrir, cataloguer et définir la matière exotique – et remporter le prix Nobel pour cela – étaient, en 2016, David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane et J. Michael Kosterlitz ; avec matière exotiquebrièvement, c’est toute matière non composée des mêmes particules que la matière ordinaire (baryons et leptons) et ayant une énergie et une pression négatives.

C’est précisément ses caractéristiques de négativité qui l’ont rendu idéalement, vous pouvez l’utiliser pour ouvrir un trou de ver et pouvoir l’étudier.

Maria Spiropulu à Caltech e Daniel Jafferis à l’Université de Harvard, avec leurs équipes respectives, ils ont tenté l’expériencedans le but de créer un système qui avait les bons ingrédients pour le type de téléportation semblable à un trou de ver.

Pour y arriver ils ont eu recours à la téléportation quantique d’informations entre deux particules intriquéesc’est-à-dire un processus capable de arriver instantanément et que donc émule l’envoi d’informations quantiques à travers un trou de ver gravitationnel.

L’intrication quantique joue un rôle important dans l’informatique quantique, donc un processeur quantique est le dispositif expérimental idéal pour explorer les similitudes entre la téléportation quantique et les trous de ver.

Dans ce scénario, les bits quantiques – ou qubits – du processeur quantique sont entrelacés les uns avec les autres et la téléportation est l’équivalent du qubit traversant un trou de ver.

Trou de ver

Une fois le nombre correct de qubits calculé, les scientifiques ont créé la dynamique du trou de ver à neuf qubits avec 164 portes à deux qubits sur un processeur quantique Google Sycomore, auquel nous avons dédié cet article.

Dans leur expérience, les chercheurs ont montré qu’ils peuvent garder un trou de ver ouvert assez longtemps pour envoyer des informations – via un signal subluminal – en appliquant ondes de choc d’énergie négativequi se présente sous la forme de impulsions spéciales de champs quantiques.

Ils ont ensuite étudié la dynamique de l’information quantique qui ont été envoyés pour savoir comment les signaux traversant un trou de ver subissent une série de brouillage et de décodageavec l’information quantique sortant intact du trou de ver.

Trou de ver

Sur le processeur Sycamore, ils ont également mesuré la quantité d’informations quantiques transmises d’une partie à l’autreen appliquant une onde de choc d’énergie négative contre une énergie positive.

Étant donné que les ondes de choc d’énergie négative sont les seules à pouvoir ouvrir le trou de ver, elles sont également les seules à laisser passer les signaux.

Dans l’ensemble, les informations qui sont passées par le trou de ver ils avaient des signatures clés d’un trou de ver traversable.

C’est un pas vers l’exploration de la physique gravitationnelle à l’aide de processeurs quantiques et pourrait conduire au développement de bancs d’essai puissants pour étudier les idées de la théorie des cordes et de la gravité quantique.

Selon l’équipe dirigée par Daniel Jafferis, il existe de nombreux protocoles supplémentaires et de nouvelles idées à explorer et s’attendre à ce que d’autres soient exécutés à l’avenir. expériences de gravité par les ordinateurs quantiques.

Certains d’entre eux nécessiteront des ordinateurs quantiques beaucoup plus grands ou des circuits beaucoup plus profonds que ceux actuellement disponibles, qui conviennent à une expérimentation à court terme.

“L’une des choses que nous aimerions faire ensuite est de rendre les systèmes un peu plus grands et d’essayer d’examiner la structure plus détaillée des trous de ver émergents et leur dynamique gravitationnelle.”Jafferis a déclaré à Physics World.

La communauté scientifique a accueilli avec grand enthousiasme les conclusions tirées de cette expérience, la qualifiant de “jalon” dans le développement du contrôle des systèmes quantiques microscopiques.

L’étude a été publiée dans la prestigieuse revue Natures.

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