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Quantification des ressources avec un ordinateur quantique bosonique

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Des scientifiques de Télécom Paris et de l’université Paris Cité mettent au point une méthode qui réduit considérablement les temps de calcul sur un ordinateur quantique bosonique.

Lumière classique, lumière quantique

La lumière qui nous entoure possède des propriétés ondulatoires, mais les expériences du début du XXe siècle révélèrent également sa nature corpusculaire, composée de particules appelées photons. Ces découvertes ouvrirent la voie à l’élaboration en laboratoire de nouvelles sources de lumière caractérisées par des statistiques de nombre de photons différentes de celles de la lumière conventionnelle, des états dit classiques, tels que celle produite par une lampe ou le soleil.

Ces états quantiques, dits non-classiques, présentent des propriétés fascinantes qui échappent à toute description fondée uniquement sur un modèle ondulatoire de la lumière. Cette non-classicalité peut être exploitée dans des technologies quantiques innovantes, notamment pour améliorer la résolution des capteurs, et communiquer en ayant des preuves de sécurité matures sur la présence potentielle d’un attaquant.

En optique quantique, la notion de non-classicalité reste ambiguë, avec des définitions souvent spécifiques au contexte, et permet difficilement de distinguer des états classiques et non-classiques.

Une avancée majeure

Dans Physical Review Letters, des chercheurs/ses de Télécom Paris – dont Nicolas Fabre, maître de conférences à Télécom Paris – et des universités Paris Cité et Paris-Saclay proposent un critère pour distinguer les états classiques des états non-classiques du champ électromagnétique. Cette approche novatrice repose sur l’ajout explicite d’une référence de phase, elle-même considérée comme un état quantique. Grâce à cette référence, les états du champ peuvent être traduits en états d’un ordinateur quantique, où les qubits sont encodés dans la polarisation des photons.

Dans ce cadre, les états non-classiques se distinguent par exemple dans leur capacité à conférer un avantage en réduction des temps de calcul pour résoudre certains algorithmes par rapport à un système qui utiliserait des états classiques de lumière.

 

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