Selon des recherches récemment publiées, l’ordinateur quantique de Google a été utilisé pour construire un “cristal temporel”, une nouvelle phase de la matière qui bouleverse les lois traditionnelles de la thermodynamique. Cependant, malgré ce que le nom pourrait suggérer, cette nouvelle percée ne permettra pas à Google de construire une machine à remonter le temps.
En 2012, les cristaux temporels ont été proposés pour la première fois comme des systèmes qui fonctionnent en permanence hors d’équilibre. Contrairement aux autres phases de la matière, qui sont en équilibre thermique, les cristaux temporels sont stables mais les atomes qui les composent changent constamment.
En tout cas, c’est la théorie : les scientifiques ne sont pas d’accord pour dire qu’une telle chose était vraiment possible dans la réalité. Plusieurs niveaux de cristaux temporels pouvant ou non être générés ont été discutés, avec des démonstrations de certains d’entre eux qui répondent partiellement – mais pas complètement – à tous les critères pertinents.
Dans une nouvelle prépublication de recherche réalisée par des chercheurs de Google, de même que par des physiciens de Princeton, Stanford et d’autres universités, on affirme que le projet d’ordinateur quantique de Google a réalisé ce que beaucoup pensaient impossible.
Les prépublications sont des versions d’articles universitaires qui sont publiées avant de faire l’objet d’un examen par les pairs et d’une publication complète ; à ce titre, leurs conclusions peuvent être contestées, voire complètement annulées, au cours de ce processus d’examen.
” Nos travaux utilisent un protocole d’inversion temporelle qui discrimine la décohérence externe de la thermalisation intrinsèque, et profite de la typicité quantique pour contourner le coût exponentiel de l’échantillonnage dense du spectre propre “, suggère l’article. “En outre, nous localisons la transition de phase hors du CPT avec une analyse expérimentale à taille finie.
Ces résultats établissent une approche évolutive pour étudier les phases de non-équilibre de la matière sur les processeurs des ordinateur quantiqueactuels.
Si tout cela vous dépasse, sachez que vous n’êtes probablement pas le seul. Comme l’explique Quanta Magazine, le cristal temporel est essentiellement composé de trois éléments principaux.
Tout d’abord, une rangée de particules, chacune ayant sa propre orientation magnétique, est incluse dans un mélange de configurations de basse et haute énergie. C’est ce qu’on appelle une “localisation à plusieurs corps”.
L’inversion de toutes les orientations de ces particules – créant effectivement une version miroir – est connue sous le nom d’ordre des états propres. C’est en fait un état localisé secondaire à plusieurs corps.
La dernière étape est l’application de la lumière laser. Celle-ci provoque un cycle d’états – de l’état normal à l’état miroir, puis inversement – mais sans utiliser l’énergie nette du laser lui-même. Le résultat est connu sous le nom de cristal temporel de Floquet, proposé pour la première fois en 2012.
Le calculateur quantique de Google – connu sous le nom de Sycamore – a pu utiliser une puce avec ses qubits, ou particules quantiques contrôlables, dont chacune peut maintenir deux états simultanément.
En ajustant la force d’interaction entre les qubits individuels, les chercheurs ont pu randomiser les interactions et obtenir une localisation à plusieurs corps. Grâce aux micro-ondes, les particules se sont ensuite retournées dans leur orientation miroir, mais sans que le changement de spin n’emporte l’énergie nette de ce laser.
La recherche théorique et les applications possibles d’un cristal temporel restent floues. Pour l’instant, les chercheurs estiment qu’il existe “une approche évolutive de l’étude des phases de non-équilibre de la matière sur les processeurs quantiques actuels” ; en bref, ils montrent que les ordinateurs quantiques pourraient au moins être utiles dans ce domaine.
La découverte d’une application pratique pour les ordinateurs quantiques et les tonnes de théorie qui les accompagnent est un problème courant pour les entreprises qui se lancent dans cette technologie.
Plus tôt dans l’année, Google a fait des prédictions audacieuses sur ce que son projet quantique pourrait accomplir, évoquant des batteries améliorées, des médicaments et des vaccins plus efficaces, et une production d’engrais plus efficace comme résultats possibles de la recherche.
Dans ce cadre, l’entreprise affirme travailler sur un ordinateur quantique physique de 1,, qubit, bien qu’il faille attendre des années avant de comprendre comment il pourrait être construit.
