24/02/2011 - Premier simulateur quantique qui travaille en liaison avec l'environnement

Menéame

Dans une première internationale, des physiciens quantiques autrichiens ont fabriqué un outil pour produire des pièces élémentaires pour la construction d’un simulateur quantique à système ouvert, qui utilise un lien contrôlé à l’environnement de manière bénéfique. Cela offre de nouvelles opportunités pour l’étude du comportement des systèmes quantiques complexes.

Les chercheurs ont publié leur travail à Nature. De nombreux phénomènes dans notre monde sont basés sur la nature de la physique quantique: la structure des atomes et molécules, les réactions chimymistes, les propriétés matérielles, le magnétisme et peut-être aussi certains processus biologiques.

Comme la complexité des phénomènes augmente exponentiellement avec plus de particules quantiques impliquées, une étude détaillée de ces systèmes complexes atteint ses limites rapidement, et les ordinateurs conventionnels échouent lorsqu'ils tentent de réaliser des calculs sur ces problèmes.

Pour résoudre ces difficultés, les physiciens ont développé des simulateurs quantiques sur plusieurs plates-formes, telles que des atomes neutres, des ions ou des systèmes à l’état solide, qui, de la même manière que les ordinateurs quantiques, utilisent la nature particulière de la physique quantique pour contrôler cette complexité.

Dans ce domaine, une équipe de jeunes scientifiques appartenant aux groupes de recherche de Rainer Blatt et de Peter Zoller, de l’Institut de physique expérimentale et physique théorique de l’Université d’Inssbruck et de l’Instititude d’optique quantique et d’information quantique de l’Académie autrichienne des sciences, ont été les premiers à concevoir un outil complet pour un ordinateur quantique à système ouvert, qui permettra aux chercheurs de construire des simulateurs quantiques plus sophistiqués pour la recherche de problèmes complexes en physique quantique.

UTILISATION DE LA DISIPATION CONTRÔLEÉE

Les physiciens utilisent un phénomène naturel dans leurs expériences qui cherchent habituellement à minimiser autant que possible: les perturbations environnementales. De telles perturbations entraînent généralement une perte d’information dans les systèmes quantiques et détruisent des effets quantiques fragiles tels que l’entrelacement ou les interférences. En physique, ce processus de détérioration est appelé dissipation. Les chercheurs d’Inssbruck, dirigés par les physiciens Julio Barreiro et Phillip Schindlerasi comme le théorique Markus Müller, ont été les premiers à utiliser la dissipation dans un simulateur quantique avec des ions pris de manière bénéfique et le raccordement de système d’ingénierie et d’environnement de manière expérimentale.

"Nous contrôlons non seulement tous les états internes du système quantique, constitués de plus de quatre ions, mais aussi le lien avec l’environnement," explique Julio Barreiro. " Dans notre expérience, nous utilisons un ion supplémentaire qui interagit avec le système quantique tout en établissant un contact contrôlé avec l’environnement ," explique Philipp Schindler. Le résultat surprenant est que, par l’utilisation de la dissipation, les chercheurs sont capables de générer et d’intensifier des effets quantiques, tels que l’entrelacement dans le système. "Nous avons obtenu cela en contrôlant l’environnement perturbateur," explique un très excité Müller.

LE MONDE QUANTIQUE EN ORDRE

Dans l’une de leurs expériences, les chercheurs démontrent le contrôle de la dynamique de dissipation par l’enchevêtrement de quatre ions utilisant l’ion de l’environnement. "Contrairement à d’autres procédures communes, cela fonctionne aussi indépendamment de l’état initial de chaque particule," explique Muller. "A travers un processus d’affermissement collectif, les particules sont dirigées vers un état commun." Cette procédure peut également être utilisée pour préparer de nombreux autres états des corps, qui autrement pourraient être créés et observés seulement dans un système quantique extrêmement isolé.

L’utilisation bénéfique d’un environnement écologique permet la réalisation de nouveaux types de dynamique quantique et la recherche de systèmes qui ont été difficilement accessibles à l’expérimentation jusqu'à présent. Ces dernières années, on a constamment réfléchi à la manière dont la dissipation, au lieu d’être supprimée, pourrait être utilisée comme ressource pour la construction d’ordinateurs et de mémoires quantiques. Les physiciens théoriques et expérimentaux d’Inssbruck ont coopéré étroitement

Smart City Expo World Congress 2026(SCEWC) es el evento internacional más influyente sobre innovación urbana y ciudades inteligentes. Se celebra del 3 al 5 de noviembre de 2026 en el recinto Gran Via de Fira Barcelona, bajo el lema "Urban Solutions. Real Impact". El congreso reúne a más de 27.000 profesionales, 1.100 expositores y 600 expertos globales de 130 países...

Mateu Oliver Montserrat, vicepresidente segundo del Consejo General de Colegios Oficiales de Ingenieros Industriales (CGCOII) y decano del Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Baleares, ha sido elegido presidente de EUREL, la organización europea que reúne a asociaciones profesionales de ingeniería y promueve la cooperación entre sus miembros y la representación de la profesión ante las instituciones europeas. La elección...

La décision de la Haute Cour de Xustiza de Galicia (TSXG) d'appliquer la doctrine de la Cour suprême et de rejeter le recours formé contre les autorisations préalables et de construction du parc éolien Bustelo a été le grand protagoniste de l'ouverture de la XIII Journée éolienne Wind Galicia 2026, dans le cadre du forum Energy Days Une information qui...

Aero Norway, une société ITP Aero et un fournisseur spécialisé d'entretien (MRO) pour les moteurs CFM56 fabriqués par CFM International*, a signé un accord avec GE Aerospace pour le service des rotors à turbine haute pression (HPT) et des benne de la deuxième étape HPT des moteurs CFM LEAP-1A et LEAP-1B. Le contrat pluriannuel est le premier de ce type...

L'industrie avancée se tiendra le prochain 14 et 15 octobre dans la 6e éditiondel Rencontre technologique Burgos Industrie 4.0 qui aura comme protagoniste à l'informatique quantique industrielle (Quantum Industrial) et sa combinaison avec l'intelligence artificielle (IA). En mettant l'accent sur son potentiel pour résoudre des problèmes complexes d'optimisation et de transformation des procédés industriels, technologies combinées qui seront le véritable...