Un ordinateur quantique ressemble à un orchestre où chaque musicien joue sa partition. Tant que les instruments sont peu nombreux, le chef peut diriger chacun séparément. Mais quand les musiciens se comptent par milliers, les commandes individuelles deviennent ingérables. Des physiciens de Princeton et de Chicago ont trouvé un moyen de diriger tout l'orchestre d'un coup, sans perdre la complexité de la musique.
Leur instrument : un réseau d'atomes de rubidium et de césium, refroidis presque au zéro absolu. Ces atomes peuvent être excités par laser, et les atomes voisins commencent à « se sentir » mutuellement. En envoyant des impulsions identiques sur tout le réseau, les atomes s'organisent d'eux-mêmes en motifs voulus — comme des fourmis qui, sans commandement central, construisent des tunnels complexes. Cette approche est appelée automate cellulaire quantique.
Un autre automate, utilisant un nouveau type de porte via un atome intermédiaire, a permis de créer des états de Bell avec une précision de 96.7 % — c'est la brique de base du calcul quantique. Avec ces briques, ils ont assemblé des états clusters de 17 qubits et des états de graphe à forte connectivité.
Le résultat montre : pour obtenir une riche dynamique quantique, il n'est pas nécessaire de contrôler chaque atome individuellement. Des commandes globales et un bon voisinage suffisent. C'est un pas vers des ordinateurs quantiques que l'on peut faire évoluer sans avalanche d'électronique de contrôle. Et en prime, un nouveau regard sur la façon dont un comportement complexe naît de règles simples.
La précision de 96.7 % pour un état de Bell signifie que sur 1000 tentatives, seulement 33 comportent une erreur. Pour le calcul quantique, c'est déjà suffisant pour la correction d'erreurs.