Les chercheurs ont utilisé la superposition quantique pour aider les qubits à violer une limite quantique fondamentale, leur permettant de conserver l'information cinq fois plus longtemps. Cette avancée implique un système à trois qubits qui démontre des corrélations extrêmes dans le temps. Cette découverte pourrait améliorer les applications en informatique quantique et en métrologie.
Les physiciens débattent depuis longtemps de la frontière entre les mondes quantique et classique, avec un test clé développé par Anthony Leggett et Anupam Garg en 1985 pour évaluer le comportement quantique via des corrélations temporelles. Ces corrélations mesurent à quel point les propriétés d'un objet à différents moments sont liées, les objets quantiques affichant des scores inhabituellement élevés. Cependant, les scores étaient censés être plafonnés par la borne de Tsirelson temporelle (TTB), une limite que même les systèmes quantiques ne pouvaient dépasser. Une équipe dirigée par Arijit Chatterjee à l’Indian Institute of Science Education and Research à Pune a remis cela en question. En utilisant une molécule à base de carbone contenant trois qubits — les unités de base des ordinateurs quantiques —, ils ont configuré le système pour dépasser largement la TTB. Le premier qubit contrôlait le deuxième, ou qubit cible, via un état de superposition quantique, le faisant se comporter de deux manières contradictoires simultanément, comme tourner dans le sens horaire et antihoraire. Un troisième qubit mesurait ensuite les propriétés de la cible. Cette configuration a produit l'une des plus grandes violations plausibles de la TTB. En conséquence, le qubit cible a résisté à la décohérence — la perte d'information quantique dans le temps — cinq fois plus longtemps que d'habitude. Chatterjee a noté que «cette robustesse est souhaitable et utile dans toute situation où les qubits doivent être contrôlés précisément, comme pour le calcul». Le membre de l'équipe H. S. Karthik, de l'Université de Gdansk en Pologne, a mis en avant les applications en métrologie quantique, affirmant qu'il existe «des procédures... qui pourraient être améliorées par ce type de contrôle de qubits», comme la détection précise des champs électromagnétiques. Le Luo, de l'Université Sun Yat-Sen en Chine, a salué le travail pour avoir élargi la compréhension du comportement temporel quantique, la violation extrême de la TTB montrant une quanticité profonde dans le système. Karthik a ajouté que cela «est un témoignage fort de quanta quanticité il y avait dans l'ensemble du système à trois qubits». La recherche paraît dans Physical Review Letters (DOI: 10.1103/vydp-9qqq).
