Avec leur potentiel pour effectuer des calculs bien au-delà de la portée des supercalculateurs conventionnels, les machines exploitant certains phénomènes de physique quantique devraient changer la façon dont le monde résout des problèmes complexes. Ils aideront les scientifiques à développer des cellules solaires plus efficaces et des médicaments plus efficaces, et même avoir un impact sur l'intelligence artificielle. En effet, contrairement aux ordinateurs d'aujourd'hui qui fonctionnent en manipulant des bits binaires existant dans l'un des deux états, un 0 ou un 1, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, ou bits quantiques. Ceux-ci représentent un état d'un atome ou d'une particule élémentaire (comme le spin) avec la capacité de stocker plusieurs valeurs à la fois, un phénomène connu sous le nom de superposition.

De tels systèmes impliquent la notion d'intrication quantique, ce qu'Albert Einstein appelait autrefois une action effrayante à distance. Ils ne peuvent pas être décrits indépendamment les uns des autres, quelle que soit leur distance. Grâce à cette propriété d'enchevêtrement, les qubits individuels pourraient être liés les uns aux autres de telle sorte qu'ils puissent posséder des informations sur le reste du registre. Cela permet aux ordinateurs quantiques de traiter les données simultanément plutôt que séquentiellement, exécuter des algorithmes en un temps record. Cependant, c'est un vrai challenge de générer l'intrication et de gérer les qubits.

Entrez dans le projet RYSQ financé par l'UE qui a fait de grands progrès dans l'amélioration de la compréhension des scientifiques des systèmes quantiques à N corps. Le projet a pris fin en 2018, mais une équipe de scientifiques, développeurs de jeux, les concepteurs et les artistes visuels basés à l'université d'Aarhus, partenaire du projet, ont récemment développé une manière amusante d'enseigner la dynamique impliquée dans les systèmes complexes. L'équipe pense que son jeu et son simulateur appelés Rydbergator pourraient être bénéfiques pour le domaine de l'informatique quantique.

Comment ça marche?

Le jeu se concentre sur des atomes qui interagissent les uns avec les autres à grande distance. Comme on peut le voir sur le site de l'équipe, le jeu utilise le modèle de l'atome du physicien danois Niels Bohr où les électrons à l'intérieur des atomes sautent entre différents états. Ceux-ci sont connus comme l'état fondamental et l'état excité. L'état fondamental fait référence au niveau d'énergie qu'un électron occupe normalement. Si on lui donne de l'énergie supplémentaire, par exemple, s'il absorbe un photon ou un paquet de lumière, ou entre en collision avec un atome ou une particule proche, un électron peut devenir excité.

Le même site Web déclare :« Le modèle rend compte des investigations spectroscopiques du scientifique suédois Johannes Rydberg, et en particulier, il révèle que les électrons peuvent orbiter à grande distance autour du noyau atomique, un peu comme les planètes extérieures du système solaire. De telles orbites sont appelées états de Rydberg, avec l'électron atomique placé sur une orbite éloignée du noyau ionique. même les électrons d'autres atomes éloignés sont affectés dans leur mouvement, et cela se traduit par des motifs complexes d'atomes à l'état fondamental et excité dans de grands ensembles atomiques.

Le projet de trois ans Rydberg Quantum Simulators (RYSQ) a été mis en place pour capitaliser sur la polyvalence des atomes de Rydberg afin d'aborder une variété de simulations quantiques. Une vidéo présente les fonctionnalités du jeu et invite le spectateur à explorer le jeu et à simuler l'excitation des atomes dans les états de Rydberg.