Le chat de Schrödinger est vivant et mort dans 2 boites en même temps

Pas de pause pour le chat de Schrödinger. Ce dernier est un malheureux félin imaginaire qui est vivant et mort en même temps tant qu’il reste caché dans une boite. Mais les scientifiques sont allés plus loin en mettant le chat de Schrödinger dans 2 boites. Cela nous rapproche un peu plus de l’informatique quantique.


Une expérience du chat de Schrödinger dans 2 boites en même temps. Un pas de plus vers l'informatique quantique.

Heureusement pour les fans des chats, la n’a pas besoin de découper ou d’empoisonner des chats. Au lieu, les physiciens utilisent des micro-ondes pour imiter le comportement quantique du chat. Cette nouvelle avancée, rapportée dans la revue Science (Lien vers le papier complet via Sci-Hub), nous rapproche des ordinateurs quantiques. Le est un participant courageux dans une expérience de pensée du physicien Erwin Schrödinger en 1935. Il a imaginé un chat dans une boite fermée avec un poison mortel qui serait libéré en cas de désintégration d’un matériau radioactif. Après un certain temps, les mathématiques quantiques fournissent seulement des probabilités que le matériau s’est désintégré et que le poison a été libéré. Et d’un point de vue quantique, le chat est dans un état de superposition, mort et vivant. Et il reste dans les limbes tant qu’on n’ouvre pas la boite pour voir le chat qui ronronne ou son cadavre.

Dans la version expérimentale, les micro-ondes à l’intérieur d’une cavité en aluminium supraconductrice remplacent le chat. Dans la cavité spécialement conçue, les champs électriques des micro-ondes peuvent être pointés simultanément dans 2 directions opposées simultanément de la même manière que le chat de Schrödinger est mort et vivant. On connait ces états comme les états du chat. Désormais, les physiciens ont créé ces états du chat dans 2 cavités connectées et donc, ils ont coupé le chat dans 2 boites en même temps.

Même si l’idée d’un chat dans 2 boites est un peu fantastique selon Chen Wang de l’université de Yale, l’un des co-auteurs du papier, ce n’est pas si éloigné du monde réel. L’état du chat est partagé dans 2 boites parce que c’est un état quantique global. En d’autres termes, le chat n’est pas dans une boite ou l’autre, car il est étiré pour occuper les 2 boites. Et étant donné que les états des 2 boites sont intriqués, cela signifie que si le chat est vivant dans une boite, alors il est également vivant dans l’autre boite. Chen le compare à un chat qui afficherait 2 signes de la vie, un oeil ouvert dans la première boite et un battement cardiaque dans la seconde.

Les mesures des 2 boites vont toujours correspondre avec le statut du chat. Pour les micro-ondes, cela signifie que le champ électrique sera toujours synchronisé dans les 2 cavités. Les scientifiques ont mesuré les états du chat et ils ont trouvé une fidélité de 81 % qui est une mesure par rapport à un état idéal du chat. Et on peut utiliser cette fidélité dans des systèmes plus complexes.

Le résultat est un pas de plus vers l’informatique quantique. Les 2 cavités pourraient être 2 qubits. Le principal problème de l’ est que les erreurs vont se produire inévitablement dans les calculs à cause de l’interaction avec l’environnement externe qui vont perturber les propriétés quantiques du qubit. Les états du chat sont plus efficaces contre ces erreurs par rapport à d’autres types de qubits et cela nous permettra d’avoir un qui résistera mieux aux erreurs.

Je pense que c’est une grande avancée selon Gerhard Kirchmair de l’Institute for Quantum Optics and Quantum Information en Autriche. Ils ont proposé une belle architecture pour faire du calcul quantique. La démonstration de l’intrication dans un système à 2 cavités est très importante selon Sergey Polyakov du National Institute of Standards and Technology au Maryland. La prochaine étape est de démontrer si on peut étendre cette approche en ajoutant plus de cavités pour construire de meilleurs ordinateurs quantiques.

 

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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