Une équipe de chercheurs de l'Université d'Innsbruck et de l'Académie autrichienne des sciences a développé un moyen de vérifier la sortie d'un ordinateur quantique en la comparant à la sortie d'un autre ordinateur quantique. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit le développement et le test de leur approche efficace pour vérifier les dispositifs quantiques.

Alors que les informaticiens se rapprochent de la création d'un ordinateur quantique vraiment utilisable, ils sont confrontés à un nouveau problème :comment vérifier ses résultats. Vérifier les résultats de petits ordinateurs quantiques avec seulement quelques qubits est simple :comparez les résultats avec la sortie d'un ordinateur traditionnel. Dans un système avec plus de qubits, cependant, cette approche devient irréalisable, elle nécessite trop de puissance de calcul traditionnelle. Tout l'intérêt de l'informatique quantique, après tout, est de résoudre des problèmes actuellement insolubles par les ordinateurs traditionnels.

Une autre façon de vérifier les résultats produits par un ordinateur quantique est de les comparer avec la sortie d'un autre ordinateur quantique. Malheureusement, ce n'est pas aussi simple qu'il y paraît en raison du caractère aléatoire intrinsèque de la mécanique quantique. Même des ordinateurs quantiques identiques ne produiront pas des résultats identiques. Avec les ordinateurs quantiques, ce sont les probabilités des sorties qu'elles produisent, plutôt que les sorties, ce sont les mêmes.

Les efforts antérieurs pour comparer les résultats de deux ordinateurs quantiques ont généralement impliqué la reconstruction de leurs états quantiques. Mais cette approche devient infaisable au fur et à mesure que les systèmes grandissent - elle nécessite 4 ^m mesures pour estimer les états de systèmes à n qubits. Une autre approche consiste à utiliser un paramètre appelé fidélité. Il est défini comme un paramètre qui décrit le chevauchement entre la sortie de deux ordinateurs quantiques. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont proposé une nouvelle façon d'utiliser les mesures de fidélité pour comparer la sortie de deux ordinateurs quantiques.

La nouvelle approche consiste à préparer d'abord un état initial pour les deux ordinateurs. Prochain, une opération aléatoire est appliquée aux deux états initiaux, puis les deux appareils sont mesurés. Le caractère aléatoire des opérations effectuées sur le système garantit que tous les états sont traités équitablement, empêcher l'introduction de mauvais états qui pourraient biaiser les résultats. Les chercheurs ont testé leur approche sur un simulateur quantique d'ions piégés de 10 qubits et ont découvert qu'il donnait une fidélité initiale élevée de 0,97. Heures supplémentaires, la fidélité a diminué, Malheureusement, en raison de complications impliquant de nombreux états du corps, retomber à 0,7.

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