Des atomes géants résolvent une énigme quantique insoluble express
Un réseau de minuscules aimants cherche à atteindre l'état d'énergie totale la plus basse — c'est à peu près le problème du Max Cut quantique, l'un des plus coriaces de la physique. On cherche à le résoudre depuis Werner Heisenberg. La nouvelle approche utilise des atomes de Rydberg : dans ces atomes, l'électron est si loin du noyau que l'atome grossit jusqu'à atteindre la taille d'un cheveu, se comportant comme un hydrogène géant. Ces atomes sont étudiés par la spectroscopie.
On « recuit » lentement le système de ces atomes — comme un métal qui refroidit, il se range tout seul dans une configuration presque parfaite des aimants. Le désordre résiduel, ou entropie, est éliminé par un algorithme d'optimisation classique. Cette méthode hybride atteint une précision record de 0.651. Et même si la partie quantique se trompe, le résultat final reste meilleur que les solutions purement classiques.
Ces mêmes atomes géants sont si sensibles qu'ils peuvent détecter des particules de lumière individuelles, devenant des détecteurs ultra-précis.
Les atomes de Rydberg sont si sensibles qu'ils peuvent capter des photons uniques, fonctionnant comme des détecteurs de lumière ultra-précis.