Des chercheurs ont utilisé un ordinateur quantique pour effectuer un test clé suggérant que la mécanique quantique décrit précisément la réalité à petites échelles. L'expérience confirme la vision 'ontique', où la fonction d'onde représente les états quantiques véritables. Cependant, le bruit limite les insights à plus grandes échelles.
La mécanique quantique intrigue les physiciens depuis sa découverte il y a plus d'un siècle en raison de sa nature probabiliste. Une superposition, par exemple, soulève des questions : une particule occupe-t-elle vraiment plusieurs endroits, ou la fonction d'onde n'est-elle qu'un outil pour calculer les probabilités ? Les théories des variables cachées proposent des réalités sous-jacentes au-delà des descriptions quantiques, mais des expériences comme celle de John Bell dans les années 1960 ont soutenu la non-localité quantique, écartant de telles idées.
En 2012, les physiciens Matthew Pusey, Jonathan Barrett et Terry Rudolph ont développé le test PBR pour distinguer entre les interprétations des systèmes quantiques. La vision ontique considère que la fonction d'onde — la description mathématique des états quantiques — reflète la réalité, tandis que la vision épistémique la voit comme une approximation cachant des vérités plus profondes. Le test PBR compare des éléments quantiques, comme les qubits, pour vérifier si les résultats correspondent aux prédictions ; des chevauchements plus élevés que prévu soutiendraient le côté épistémique.
Songqinghao Yang à l'Université de Cambridge et ses collègues ont appliqué ce test sur un ordinateur quantique IBM Heron. Pour de petits groupes de qubits — paires ou ensembles de cinq — ils ont mesuré des sorties comme des chaînes de 1 et 0, en tenant compte du bruit. Les résultats se sont alignés sur les prédictions quantiques, confirmant la vision ontique. « Actuellement, tout le matériel quantique est bruyant, et il y a des erreurs sur toutes les opérations, donc si nous ajoutons ce bruit au-dessus du seuil PBR, que se passerait-il pour notre interprétation [de notre système] ? » dit Yang. « Il s'avère que si vous faites l'expérience à petite échelle, nous pouvons encore satisfaire le test PBR original et écarter l'interprétation épistémique. »
Des défis sont apparus avec la machine à 156 qubits, où les erreurs ont obscurci les distinctions entre les visions. Cela limite les conclusions sur la réalité quantique à plus grandes échelles. Vérifier la 'quantité' via PBR pourrait servir de benchmark pour les appareils en avantage quantique, la capacité à surpasser les ordinateurs classiques. « Si vous voulez avoir un avantage quantique, vous devez avoir de la quantité dans vos ordinateurs quantiques, sinon vous pouvez trouver un algorithme classique équivalent, » note le membre de l'équipe Haomu Yuan.
Matthew Pusey, un créateur de PBR maintenant à l'Université de York, trouve intrigant de l'utiliser comme benchmark de performance mais questionne ses implications pour la réalité, car il suppose la validité de la théorie quantique. Terry Rudolph au Imperial College London ajoute que tester sur des systèmes plus grands resserre les théories alternatives, bien que cette expérience ne puisse pas écarter des ruptures spécifiques à des échelles mésoscopiques. L'étude apparaît sur arXiv (DOI : arxiv.org/abs/2510.11213).