Un nouveau modèle théorique consiste à comprimer la lumière à la bonne quantité pour transmettre avec précision des informations à l'aide de particules subatomiques. Des scientifiques de l'Université d'Hokkaido et de l'Université de Kyoto rapportent que cette approche théorique de l'informatique quantique est 10 milliards de fois plus tolérante aux erreurs que les modèles théoriques actuels. Leur méthode a une application dans les ordinateurs quantiques qui utilisent les diverses propriétés des particules subatomiques pour transmettre, traiter et stocker des quantités extrêmement importantes d'informations complexes, permettant la modélisation de processus chimiques complexes bien mieux et plus rapidement que les ordinateurs modernes.

Les ordinateurs stockent actuellement des données en les codant en « bits ». Un bit peut exister dans l'un des deux états suivants :zéro et un. Les scientifiques ont étudié des moyens d'utiliser des particules subatomiques, appelés "bits quantiques, " qui peut exister dans plus de deux états, pour le stockage et le traitement de quantités d'informations beaucoup plus vastes. Les bits quantiques sont les éléments constitutifs des ordinateurs quantiques.

Une telle approche consiste à utiliser les propriétés inhérentes aux photons de la lumière, coder des informations sous forme de bits quantiques dans un faisceau lumineux en numérisant des motifs du champ électromagnétique. Mais les informations codées peuvent être perdues par les ondes lumineuses lors du calcul quantique, conduisant à une accumulation d'erreurs. Pour réduire la perte d'informations, les scientifiques ont expérimenté la lumière « pressante ». La compression est un processus qui supprime de minuscules fluctuations de niveau quantique, appelé bruit, d'un champ électromagnétique. Le bruit introduit un certain niveau d'incertitude dans l'amplitude et la phase du champ électromagnétique. Le pressage est donc un outil efficace pour la mise en œuvre optique des ordinateurs quantiques, mais l'usage actuel est insuffisant.

Dans un article publié dans la revue Examen physique X , Akihisa Tomita, un physicien appliqué à l'Université d'Hokkaido, et ses collègues ont suggéré une nouvelle façon de réduire considérablement les erreurs lors de l'utilisation de cette approche. Ils ont développé un modèle théorique qui utilise à la fois les propriétés des bits quantiques et les modes du champ électromagnétique dans lequel ils existent. L'approche consiste à comprimer la lumière en supprimant les bits quantiques sujets aux erreurs, lorsque les bits quantiques se regroupent.

Ce modèle est 10 milliards de fois plus tolérant aux erreurs que les méthodes expérimentales actuelles, ce qui signifie qu'il tolère jusqu'à une erreur toutes les 10, 000 calculs. « L'approche est réalisable en utilisant les technologies actuellement disponibles, et pourrait faire avancer les développements de la recherche en informatique quantique, " dit Akihisa Tomita de l'Université d'Hokkaido.