Simulation par ordinateur quantique pour étudier la gravité quantique

2022/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Représentation graphique du trou holographique des vers. Ed. inqnet/A. Mueller (Caltech)

La simulation quantique d'un trou holographique de ver a été réalisée sur un ordinateur quantique pour la première fois. C’est ce qu’a annoncé María Spiropulu Caltech, chercheuse de l’Institut technologique de Californie, dans la revue Nature. Ils expliquent qu'ils ont utilisé le processeur Google Sycamore pour effectuer la simulation et qu'ils espèrent qu'il les aidera à étudier la gravité quantique dans le laboratoire.

En fait, la relativité générale décrit le monde physique comme une densité de haute matière ou d'énergie, par exemple dans des objets astrophysiques. La mécanique quantique décrit la matière au niveau atomique et subatomique. L'hypothèse de la gravité quantique tente de donner une explication à des situations où ces deux niveaux sont importants, comme l'intérieur des trous noirs. Cependant, la mécanique quantique et la relativité générale sont fondamentalement incompatibles, de sorte qu'il n'y a pas d'accord sur la gravité quantique.

Le principe holographique vise à harmoniser la relativité générale avec la mécanique quantique, dans un système physique limité, en proposant que la relativité affleure de la physique quantique. Sur la base de ce principe, l'équipe de Spiropulu a conçu un système simple pour simuler un trou holographique de vers dans lequel les propriétés d'un système quantique conçu correspondent à ce qui est prévu dans un système de gravitation. Pour réaliser la simulation quantique, un ordinateur quantique composé d'un circuit de neuf qubits a été utilisé. Un qubit téléporté par le processeur a la même dynamique que lors du passage d'un trou de vers.

L'expérience révèle la valeur que les ordinateurs quantiques peuvent avoir pour tester les théories de la gravité quantique.