Une « lentille » intelligente perce les secrets de la matière quantique ✛ ✎ ✦
Les ordinateurs quantiques modernes peuvent créer des états à forte intrication, mais reconnaître leur « forme » finale revient à distinguer un nœud sur une corde à travers une vitre embuée. De simples mesures quantiques sur des qubits individuels ne révèlent pas la vue d'ensemble, surtout pour les phases topologiques où l'ordre est caché dans l'entrelacement global.
L'algorithme quantique hybride fonctionne comme un réglage précis de la mise au point. Un minuscule circuit quantique, utilisant la superposition, explore simultanément de nombreux angles de vue. Ensuite, un réseau classique d'apprentissage automatique apprend à choisir la projection qui donne l'« image » la plus contrastée. Dans des expériences numériques sur 25 qubits, cela a permis de réduire d'un facteur dix le nombre de mesures par rapport aux approches précédentes.
La méthode accélère l'identification des matériaux sur les simulateurs quantiques, et le circuit quantique est peu profond et ne craint pas la décohérence quantique — la perte des propriétés fragiles due aux perturbations. Cela ouvre une voie pratique vers des découvertes en physique à N corps et un travail fiable avec l'information quantique. Richard Feynman avait pressenti que les dispositifs quantiques aideraient à comprendre la nature, et la théorie de l'ordre topologique de Frank Wilczek dispose désormais d'un outil pour une vérification directe.
Le circuit quantique de mise au point ne contient que 109 paramètres — c'est comme régler la netteté sur un vieux téléviseur en tournant manuellement le bouton pour chaque chaîne.