Hologramme encodant un quvigint (à gauche), tel que celui photographié pendant l'expérience (à droite). Crédit :Markus Rambach
Les chercheurs ont trouvé de l'or quantique - et créé un nouveau mot - en faisant appel à l'apprentissage automatique pour naviguer efficacement sur une carte au trésor quantique en 20 dimensions.
Le physicien Markus Rambach du Centre d'excellence de l'ARC pour les systèmes quantiques d'ingénierie (EQUS) de l'Université du Queensland a déclaré que l'équipe était capable de trouver des états quantiques inconnus plus rapidement et avec plus de précision. à l'aide d'une technique appelée tomographie autoguidée.
L'équipe a également introduit le « quvigint », qui est comme un qubit (la version quantique d'un bit classique qui prend les valeurs '0' ou '1') sauf qu'il n'en prend pas deux, mais 20 valeurs possibles.
Le Dr Rambach a déclaré que les états quantiques de grande dimension tels que les quvigints étaient idéaux pour stocker et envoyer de grandes quantités d'informations en toute sécurité.
Cependant, trouver des états inconnus devient de plus en plus difficile dans les dimensions supérieures, parce que la même échelle qui donne aux dispositifs quantiques leur puissance limite également notre capacité à les décrire.
Il a dit que ce problème s'apparentait à la navigation sur une carte au trésor quantique de grande dimension.
"Nous savons où nous sommes, et qu'il y a un trésor, mais nous ne savons pas par où aller pour y arriver, " a déclaré le Dr Rambach.
"En utilisant la tomographie standard, ce problème serait résolu en déterminant d'abord dans quelles directions vous devez regarder pour vous assurer de couvrir toute la carte, puis collecter et stocker toutes les données pertinentes, et enfin traiter les données pour trouver le trésor.
Naviguer sur une carte au trésor quantique de grande dimension, en partant du point vert et en terminant au point rouge (le trésor !). Crédit :American Physical Society
"Au lieu, en utilisant la tomographie autoguidée, nous choisissons deux directions au hasard, essayez les deux, choisissez celui qui nous rapproche du trésor en fonction des indices de l'algorithme d'apprentissage automatique, puis répétez ceci jusqu'à ce que nous l'atteignions.
"Cette technique permet d'économiser énormément de temps et d'énergie, ce qui signifie que nous pouvons trouver le trésor - le quvigint inconnu - beaucoup plus rapidement et facilement. "
Pour illustrer la technique, l'équipe a simulé un quvigint voyageant dans l'atmosphère, comme il le ferait lorsqu'il serait utilisé pour envoyer des informations quantiques entre deux points sur Terre ou à un satellite.
Pendant que le quvigint voyage, il est modifié par les turbulences atmosphériques.
La tomographie standard est très sensible à ce type de bruit, mais en utilisant la tomographie autoguidée, l'équipe a pu reconstruire le quivigint original avec une grande précision.
Dr Jacq Romero, aussi à EQUS et UQ, ladite tomographie autoguidée était différente des autres méthodes pour trouver des états quantiques inconnus.
"La tomographie autoguidée est efficace, précis, robuste au bruit et facilement évolutive vers de grandes dimensions, comme les quivigints, " dit le Dr Romero.
"La tomographie autoguidée est une méthode de tomographie robuste et indépendante du système physique, il peut donc être appliqué à d'autres systèmes tels que les atomes ou les ions."
L'étude est publiée dans Lettres d'examen physique .
