Une équipe de chercheurs de l'Université Jiao Tong de Shanghai et de l'Université des sciences et technologies de Chine a développé une puce qui permet des marches quantiques bidimensionnelles de photons uniques sur un appareil physique. Dans leur article publié sur le site en libre accès, Avancées scientifiques le groupe décrit la puce et pourquoi il pense qu'il était important de la développer.

Les marches quantiques sont la version quantique des marches aléatoires classiques, qui sont un moyen mathématique pour décrire une marche aléatoire naturelle, par exemple., simplement errer au hasard. Pour décrire de telles promenades, les mathématiciens et les informaticiens utilisent des grilles de distribution de probabilités qui montrent une position actuelle et les prochaines étapes possibles. Les marches quantiques sont utilisées pour construire des modèles qui représentent des croissances aléatoires, des réseaux sophistiqués et complexes tels que le réseau de neurones humains. Ils peuvent également être utilisés pour créer des réseaux pour une utilisation réelle dans des applications, et pourrait un jour être utilisé dans des robots quantiques.

Comme le notent les chercheurs, un ordinateur quantique devrait offrir des avantages exponentiels par rapport aux systèmes classiques en raison de leur nature. À cette fin, les scientifiques ont travaillé pour mettre en œuvre des marches quantiques dans une machine physique dans le cadre du développement d'un ordinateur quantique vraiment utile. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent qu'ils ont développé une puce qui effectue des marches quantiques sur une grille bidimensionnelle 49x49, la plus grande jamais créée par une équipe.

La puce tridimensionnelle, les rapports de l'équipe, a été créé à l'aide d'une technique appelée écriture femtoseconde. Il utilise la géométrie externe des réseaux de guides d'ondes photoniques comme moyen pour effectuer les marches quantiques à l'aide d'un seul photon. Ils notent également qu'ils ont testé la puce en observant des modèles et des profils de variance et en les comparant à des études de simulation. Ils suggèrent en outre qu'en plus de progresser vers un ordinateur quantique vraiment utile, la puce pourrait également être utilisée pour améliorer les performances de l'informatique quantique analogique ou des simulateurs quantiques.

Si les chercheurs peuvent créer des ordinateurs quantiques avec de très grandes, voire des grilles de taille illimitée, il serait peut-être possible de créer et d'utiliser des réseaux aussi complexes que le système nerveux humain.

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