Une équipe de chercheurs de l’Université de Bristol a réalisé ce qui semblait impensable pendant des années : accélérer les mesures quantiques sans compromettre la précision, comme le rapporte Interesting Engineering. Cette avancée, bien que technique, constitue une étape clé pour le développement d’ordinateurs quantiques plus rapides, de capteurs plus précis et de technologies de communication inviolables.

Le dilemme quantique : vitesse contre exactitude

Dans le monde quantique, mesurer un système est un véritable défi. Les scientifiques doivent souvent faire un choix : agir rapidement, au prix de la précision, ou prendre le temps de bien faire les choses. Cette limitation a représenté un obstacle majeur dans la quête de la construction d’ordinateurs quantiques pratiques.

Cependant, un nouveau procédé basé sur un principe d' »échange espace-temps » promet de résoudre cette tension. La clé ? Utiliser des « qubits auxiliaires », de petites unités quantiques qui jouent le rôle d’assistants durant la mesure.

Qu’est-ce qu’un qubit auxiliaire et pourquoi est-ce si important ?

Pour comprendre cette avancée, il est utile de comparer les qubits aux bits classiques. Contrairement aux bits qui peuvent être soit 0 soit 1, les qubits peuvent être dans les deux états simultanément, un phénomène appelé superposition. Cela leur permet de traiter l’information de manière beaucoup plus efficace.

Pour lire l’état d’un qubit avec précision, les chercheurs doivent cependant prendre leur temps. Le tour du groupe de Bristol consiste à ajouter un qubit supplémentaire, ce qui permet d’obtenir plus d’informations dans le même laps de temps.

Chris Corlett, premier auteur de l’étude, explique cela avec une métaphore simple : « C’est comme comparer deux verres contenant 20 et 25 millilitres d’eau. Si vous ne les observez qu’une seconde, vous ne saurez pas lequel en a le plus. Mais si vous augmentez la différence — par exemple, 40 et 50 millilitres — vous pouvez remarquer le contraste dans le même temps. » Et c’est exactement ce que font les qubits auxiliaires : ils amplifient la différence afin qu’elle soit détectable plus rapidement.

Applications concrètes : capteurs, communication et plus encore

Cette technique n’est pas seulement théorique. Les chercheurs estiment qu’elle pourra être appliquée à de nombreuses plateformes quantiques actuelles, y compris les ordinateurs quantiques basés sur des atomes froids, des ions piégés ou des supraconducteurs.

Les applications potentielles sont impressionnantes :

• Capteurs quantiques : pour la navigation, l’imagerie médicale ou l’exploration du sous-sol, nécessitant des mesures ultrarapides et précises.
• Communications sécurisées : où chaque seconde compte pour transmettre des données en toute confidentialité.
• Calcul quantique : accélérant les processus sans erreurs supplémentaires.

Un pas de plus vers la maturité technologique du monde quantique

L’étude, publiée dans la revue Physical Review Letters, représente une avancée fondamentale vers la maturité du calcul quantique. Elle le fait sans la nécessité de construire des machines plus complexes, mais avec une solution ingénieuse basée sur la réorganisation des ressources déjà disponibles.

Une telle recherche est cruciale à un moment où gouvernements et entreprises investissent des milliards dans les technologies quantiques. L’Union européenne, par exemple, a lancé des programmes stratégiques pour garantir son leadership dans cette course.

L’avenir imminent

Avec de telles solutions, nous sommes plus proches de voir des ordinateurs quantiques opérationnels dans des laboratoires, centres de données ou même dans des industries clés comme la pharmacie, l’automobile ou l’énergie.

Cependant, cela nous rappelle également que le progrès ne nécessite pas toujours de grandes ressources. Parfois, comme dans ce cas, il suffit de regarder le problème sous un angle différent et d’ajouter un petit qubit supplémentaire pour tout changer.