Les scientifiques ont utilisé des recherches de pointe en calcul quantique et en technologie quantique pour lancer une nouvelle approche radicale pour déterminer comment notre Univers fonctionne à son niveau le plus fondamental.

Une équipe internationale d'experts, dirigé par l'Université de Nottingham, ont démontré que seule la gravité quantique et non classique pouvait être utilisée pour créer un certain ingrédient informatique nécessaire au calcul quantique. Leur recherche "La non-gaussianité en tant que signature d'une théorie quantique de la gravité" a été publiée aujourd'hui dans PRX Quantique .

Le Dr Richard Howl a dirigé la recherche pendant son séjour à l'École de mathématiques de l'Université de Nottingham, il a dit :« Depuis plus de cent ans, les physiciens se sont efforcés de déterminer comment les deux théories fondamentales de la science, théorie quantique et relativité générale, qui décrivent respectivement des phénomènes microscopiques et macroscopiques, sont unifiés en une seule théorie globale de la nature.

Pendant ce temps, ils ont proposé deux approches fondamentalement opposées, appelé «gravité quantique» et «gravité classique». Cependant, un manque total de preuves expérimentales signifie que les physiciens ne savent pas quelle approche la théorie globale prend réellement, notre recherche fournit une approche expérimentale pour résoudre ce problème."

Cette nouvelle recherche, qui est une collaboration entre des experts en informatique quantique, gravité quantique, et les expériences quantiques trouvent un lien inattendu entre les domaines de l'informatique quantique et de la gravité quantique et l'utilise pour proposer un moyen de tester expérimentalement qu'il existe une gravité quantique et non classique. L'expérience suggérée impliquerait de refroidir des milliards d'atomes dans un piège sphérique de la taille d'un millimètre à des températures extrêmement basses telles qu'ils entrent dans une nouvelle phase de la matière, appelé condensat de Bose-Einstein, et commencer à se comporter comme un seul grand, atome quantique. Un champ magnétique est ensuite appliqué à cet "atome" afin qu'il ne ressente que sa propre attraction gravitationnelle. Avec tout ça en place, si le seul atome gravitant démontre l'ingrédient clé nécessaire au calcul quantique, qui est curieusement associé à "probabilité négative, " la nature doit adopter l'approche de la gravité quantique.

Cette expérience proposée utilise la technologie actuelle, implique un seul système quantique, l'"atome gravitationnel, " et ne repose pas sur des hypothèses concernant la localité de l'interaction, en le rendant plus simple que les approches précédentes et en accélérant potentiellement la livraison du premier test expérimental de gravité quantique. Les physiciens auraient alors, après plus de cent ans de recherche, avoir enfin des informations sur le vrai global, théorie fondamentale de la nature.

Dr Marios Christodoulou, de l'Université de Hong Kong qui faisait partie de la collaboration, a ajouté:"Cette recherche est particulièrement excitante car l'expérience proposée serait également liée à l'idée plus philosophique que l'univers se comporte comme un immense ordinateur quantique qui se calcule lui-même, en démontrant que les fluctuations quantiques de l'espace-temps sont une vaste ressource naturelle pour le calcul quantique."