La perte d’informations peut sembler contre-intuitive dans l’informatique classique, où la préservation et le traitement des données constituent les opérations essentielles d’un ordinateur. Cependant, dans le domaine de l’informatique quantique, la suppression ou la perte intentionnelle de certains types d’informations peut en réalité bénéficier au processus informatique global. Ce concept met en évidence l’une des différences fondamentales entre le traitement de l’information classique et quantique. Voici deux manières clés dont la perte contrôlée d’informations contribue à l’informatique quantique :

1. Superposition quantique et décohérence :

La superposition quantique est un concept fondamental de la mécanique quantique, permettant aux particules d'exister simultanément dans plusieurs états. Cependant, cette superposition est extrêmement fragile et susceptible d’interagir avec l’environnement, conduisant à un processus appelé décohérence. La décohérence provoque l’effondrement du système en un seul état, détruisant la superposition.

En concevant soigneusement le circuit quantique et en éliminant les informations associées aux états quantiques sujets à la décohérence, les chercheurs peuvent isoler efficacement les informations quantiques souhaitées du bruit ambiant. Cette perte contrôlée d’informations, sous forme d’états de décohérence, contribue à maintenir la cohérence quantique, facteur crucial pour des calculs quantiques fiables et efficaces.

2. Correction des erreurs quantiques :

Les opérations informatiques quantiques sont sujettes à divers types d’erreurs, telles que les inversions de bits et les inversions de phase, en raison de leur sensibilité aux influences externes. Pour atténuer ces erreurs, des techniques de correction d'erreur quantique (QEC) sont utilisées. Ces techniques impliquent l’ajout de qubits redondants et le codage des informations de manière à permettre la détection et la correction des erreurs.

Pour réussir la mise en œuvre de QEC, il est nécessaire d’éliminer les informations corrompues. En « jetant » stratégiquement les informations erronées et en utilisant les mesures de syndrome obtenues à partir de qubits supplémentaires, l'ordinateur quantique peut corriger les erreurs sans compromettre les informations codées. Ce sacrifice contrôlé de certaines informations permet de corriger des erreurs et améliore la précision globale des calculs quantiques.

En résumé, la perte contrôlée d’informations joue un rôle crucial dans l’informatique quantique en préservant la cohérence quantique et en facilitant la correction des erreurs quantiques. Bien qu'apparemment contradictoires avec les principes de l'informatique classique, ces formes contrôlées de « perte » d'informations améliorent en réalité les capacités et la fiabilité des ordinateurs quantiques, ouvrant la voie à des algorithmes et des applications quantiques plus avancés.