Gén Chen : l’intelligence artificielle quantique de Google tisse pour la première fois des anyons non abéliens

Texte/Chen Gen

Récemment, selon le dernier article publié dans le magazine Nature, Google a utilisé son processeur quantique supraconducteur pour observer le comportement étrange d'anyons non abéliens et a démontré comment utiliser ce phénomène pour effectuer des calculs quantiques. Immédiatement après, la société d’informatique quantique Quantinuum a publié des résultats de recherche qui complétaient les conclusions initiales de Google. Les résultats ouvrent une nouvelle voie pour l’informatique quantique topologique, dans laquelle les opérations sont effectuées en enroulant des anyons non abéliens ensemble, comme une corde dans un tissage.

L'anyon dit non-abélien est un modèle de particules qui a suscité des recherches approfondies en informatique quantique topologique et en théorie quantique topologique des champs. Les anyons sont des particules qui existent dans des systèmes topologiques bidimensionnels et de dimension supérieure différents des bosons et des fermions. En tant que type de particule statistique en mécanique quantique, les anyons non abéliens sont un type spécial d'anyons dont le comportement d'échange statistique dépend non seulement de l'ordre d'échange, mais également de l'état interne de la particule. Dans le même temps, les anyons non abéliens sont également considérés comme des qubits stables pouvant être utilisés pour atteindre la tolérance aux pannes dans l’informatique quantique topologique. L'informatique quantique topologique est un nouveau type de modèle informatique quantique qui utilise des propriétés topologiques pour stocker et manipuler des informations quantiques. Les anyons non abéliens, en tant que porteurs de qubits topologiques, ont des propriétés particulières. Par exemple, leurs états quantiques peuvent être intriqués, codés et protégés des perturbations environnementales.

"Cette première observation du comportement bizarre d'un individu non-abélien met vraiment en évidence les types de phénomènes passionnants auxquels nous pouvons désormais accéder à l'aide des ordinateurs quantiques", a déclaré Trond I. Andersen, membre de l'équipe Quantum AI de Google. ce qui aurait été impossible à voir. Que deux objets identiques soient échangés d'un côté à l'autre, cette règle peut être enfreinte par des personnes non abéliennes. La mécanique quantique soutient cette idée, mais uniquement dans le monde tridimensionnel. Si elle était greffée sur un plan bidimensionnel, la mécanique quantique permettrait que quelque chose d'étrange se produise : les anyons non abéliens conservent une mémoire qui, bien qu'identiques, permet de savoir quand deux d'entre eux ont été échangés.

Dans une série d'expériences, les chercheurs de Google ont examiné le comportement des anyions non-abéliens et la façon dont ils interagissaient avec des anyions abéliens plus ordinaires ; l'enchevêtrement des deux types de particules a produit un phénomène étrange : les particules disparaissent, réapparaissent et se transforment mystérieusement. d'un type à l'autre à mesure qu'ils s'emmêlent et entrent en collision les uns avec les autres.

L'équipe de recherche a observé une signature d'anyions non abéliens : lorsque deux d'entre eux sont échangés, cela provoque un changement mesurable dans l'état quantique de leur système, un phénomène surprenant et jamais observé auparavant. Dans le même temps, l’équipe de recherche a également démontré comment utiliser le tissage d’anyons non abéliens en informatique quantique. En rassemblant plusieurs anyons non abéliens, ils ont pu créer un état d’intrication quantique connu sous le nom d’état de Greenberger-Horne-Zeilinger.

"Il sera très intéressant de voir comment les anyons non abéliens seront utilisés dans l'informatique quantique à l'avenir et si leur comportement particulier peut être la clé d'une informatique quantique topologique tolérante aux pannes.", a déclaré Trond Andersenyu de l'équipe Quantum AI de Google.

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