Le bruit qui aide : un « pendule » quantique sur puce express

Original: "Noise-stabilized discrete time crystals on digital quantum processors"
arXiv:2510.13577 · 2025-10-15 · CC BY 4.0 · 1 min
Les erreurs d'une puce quantique d'IBM ont permis de créer un cristal temporel stable — des oscillations rythmiques qui ne s'amortissent pas.

Dans le monde quantique, le bruit détruit généralement tout comportement ordonné, comme des secousses aléatoires qui arrêtent un pendule. Mais sur les processeurs quantiques d'IBM, des physiciens ont observé l'inverse : un bruit structuré peut prolonger, voire créer, des oscillations rythmiques. C'est comme un pendule qui, sous l'effet de secousses désordonnées mais intérieurement cohérentes, se met à osciller plus fort. Cet effet est apparu lors de la simulation d'un matériau magnétique sur un réseau kagomé — un motif de triangles et d'hexagones entrelacés, inspiré du tressage de paniers japonais. Pour adapter cette géométrie complexe à une puce dont les connexions sont fixes, les scientifiques ont ajouté des qubits auxiliaires. Leurs pannes inévitables introduisent un désordre contrôlé entropique — des retournements aléatoires des interactions magnétiques — ce qui empêche le système de se figer dans le chaos et maintient un rythme régulier, semblable aux signaux d'un pulsar, mais né sur une table de laboratoire plutôt que dans l'espace. Ce cristal temporel « tique » à une fréquence deux fois plus faible que la pompe externe, sans être un mouvement perpétuel. Dans certaines conditions, le rythme se concentrait sur les bords du réseau. Ce principe transforme les erreurs d'ennemies en alliées, et l'accès cloud aux processeurs IBM rend ces expériences ouvertes à tous.

Le concept de cristaux temporels a été proposé pour la première fois par le physicien Frank Wilczek en 2012, et beaucoup l'ont d'abord jugé contraire aux lois de la physique.

L'idée des cristaux temporels fait écho aux récits de science-fiction sur les machines à voyager dans le temps ou les mouvements perpétuels, mais en réalité, ils nécessitent un apport périodique d'énergie.

Scientifiques
William Lawrence BraggDaniel GottesmanDavid DiVincenzoGilles BrassardIgnacio CiracJohn Preskill
Notions
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