L’ordinateur quantique est un outil capricieux. Chaque mesure de son état s’apparente à la photographie d’un objet en mouvement rapide : plus le temps d’exposition est court, plus on a de chances d’obtenir une image floue. Mais si l’on traite habilement une série de ces clichés, on peut reconstituer une image nette.
C’est exactement ce qu’ont fait les chercheurs. Ils ont délibérément raccourci la durée des impulsions de mesure sur un ordinateur quantique à ions — c’est comme réduire le temps d’exposition d’un appareil photo. Cela a augmenté la probabilité d’erreurs, mais l’ensemble de l’expérience est devenu nettement plus rapide. Ensuite, ils ont appliqué le protocole des « ombres robustes » : ils ont alterné une phase d’étalonnage avec une phase d’évaluation, et avant chaque mesure, ils ont ajouté des opérations aléatoires qui symétrisent les erreurs, les rendant prévisibles et éliminables.
Le protocole a été testé sur trois types d’états quantiques : un état local aléatoire, l’état standard pour l’algorithme d’optimisation QAOA, et un état avec corrélations de Pauli. Dans tous les cas, il a été possible de compenser les erreurs accrues et d’obtenir des résultats fiables. Cela ouvre la voie à des calculs quantiques plus rapides sans perte de précision.
Les mesures quantiques détruisent souvent l’état du système, c’est pourquoi les physiciens utilisent la « tomographie par ombres » — une reconstruction statistique des propriétés à partir d’une multitude de mesures incomplètes, comme la reconstruction d’un visage à partir de nombreuses photos floues.