Les dispositifs quantiques nous permettent d'accomplir des tâches de calcul et de détection qui dépassent les capacités de leurs homologues classiques. Cependant, il est difficile de protéger les informations quantiques contre la corruption par des erreurs.

Une équipe internationale de chercheurs d'Innsbruck, Harvard, Copenhague et Waterloo ont proposé une nouvelle méthode pour protéger les informations quantiques stockées dans les ions piégés. Dans leur nouvelle proposition, les auteurs utilisent la dissipation (c'est-à-dire l'interaction d'un système quantique avec son environnement) pour corriger les états quantiques. La dissipation est généralement considérée comme nocive, mais comme l'ont démontré Florentin Reiter et ses collègues, il peut être modifié pour travailler en faveur d'un ingénieur quantique.

Les schémas de correction d'erreur quantique standard sont exécutés en appliquant une séquence de portes dans un circuit quantique logique et reposent sur des mesures effectuées par des dispositifs classiques. La nouvelle approche dissipative ne nécessite pas de circuit logique et dispense également des mesures. "L'ensemble du processus de correction d'erreurs se déroule de manière autonome au niveau microscopique, tels que les systèmes quantiques peuvent se corriger, " a déclaré la co-auteur Christine Muschik, du Département de physique théorique de l'Université d'Innsbruck et de l'Institut d'optique quantique et d'information quantique de l'Académie autrichienne des sciences.

La nouvelle approche a d'importantes applications pratiques pour des mesures de haute précision. "Nous avons montré comment le nouveau mécanisme de correction dissipative peut être utilisé pour améliorer la précision de détection des champs magnétiques faibles, ", a déclaré Muschik. Ces résultats ouvrent de nouvelles voies pour améliorer les schémas de détection de haute précision avec des ions piégés et constituent un tremplin vers le paradigme du traitement de l'information quantique autocorrecteur.