Un ordinateur quantique réalise l'inversion temporelle, défiant la thermodynamique

Comment l'irréversibilité émerge-t-elle des lois de la physique apparemment symétriques par rapport au temps ? Les scientifiques essaient de trouver la réponse depuis des années.

L'expérience en quatre étapes

Les chercheurs ont analysé l'état d'un ordinateur quantique composé de 2 et 3 qubits (bits quantiques).

1. Ordre : Initialement, chaque qubit est dans l'état fondamental, représentant zéro.
2. Dégradation : Lancer un « programme d'évolution » pour changer les états des qubits en uns et zéros, ou les deux en même temps.
3. Inversion temporelle : Un algorithme unique développé dans cette étude change l'ordinateur quantique de telle manière qu'il se déplacerait alors dans la direction inverse, du chaos vers l'ordre.
4. Régénération : Relancer le programme d'évolution pour rembobiner les états des qubits dans le passé.

Avec l'aimable autorisation des chercheurs

L'ordinateur quantique à 2 qubits est revenu à son état initial dans 85 % des cas, tandis que le 3 qubits a montré plus d'erreurs, résultant en un taux de réussite de 50 %. Les erreurs sont dues aux défauts de l'ordinateur quantique existant. À mesure que des techniques d'informatique quantique plus avancées sont développées, le taux d'erreur devrait diminuer significativement.

Quelle est la suite ?

Cet algorithme d'inversion temporelle pourrait être utilisé pour développer des ordinateurs quantiques plus précis. Dans un avenir proche, il pourrait être modifié pour tester des logiciels écrits pour les ordinateurs quantiques et réduire les erreurs et le bruit.

Les schémas développés dans cette étude défilaient un par un à travers les composants d'état mais n'exploitaient pas le parallélisme quantique dans toute sa puissance. La prochaine question est de savoir s'il est possible du tout de développer un algorithme quantique qui effectuerait l'inversion temporelle plus efficacement qu'en utilisant O(N) portes élémentaires.