Améliorer le hasard : la clé pour des ordinateurs quantiques plus puissants

Improving randomness may be the key to more powerful quantum computers

Améliorer le hasard : la clé pour des ordinateurs quantiques plus puissants

Une avancée majeure dans la génération de hasard pourrait révolutionner les ordinateurs quantiques. Une équipe du California Institute of Technology a démontré que ces machines peuvent produire de l'aléatoire plus facilement qu'on ne le pensait, ouvrant la voie à des systèmes plus rapides et efficaces.

L'étude, publiée le 4 juillet 2025 dans la revue Science, remet en question les conceptions actuelles. Dirigée par Thomas Schuster, elle révèle que le mélange aléatoire des qubits - unités d'information quantique - peut être réalisé avec moins d'opérations.

Contrairement aux bits classiques (0 ou 1), les qubits existent dans des états superposés. Leur arrangement aléatoire, crucial pour l'avantage quantique, était jusqu'ici limité par la complexité opérationnelle et la fragilité des états quantiques.

L'équipe a conceptualisé une méthode innovante : diviser les qubits en blocs plus petits, générer de l'aléatoire dans chaque bloc, puis les 'coller' ensemble. Cette approche mathématiquement prouvée permet d'obtenir des configurations aléatoires sur des systèmes quantiques plus grands.

Les implications sont vastes : cryptographie renforcée, simulations complexes et nouvelles applications pratiques. Mais la recherche suggère aussi des limites fondamentales dans notre capacité à observer la nature, les systèmes quantiques masquant l'information extrêmement rapidement.

'Plusieurs propriétés physiques fondamentales pourraient être difficiles à étudier via les expériences quantiques conventionnelles', note l'équipe, soulevant des questions profondes sur la nature même de l'observation physique.

Cette découverte marque une étape clé vers des ordinateurs quantiques plus performants, tout en redéfinissant notre compréhension des limites de la connaissance scientifique.

Nâng cao tính ngẫu nhiên: Chìa khóa cho máy tính lượng tử mạnh mẽ hơn

Một bước đột phá trong việc tạo ra tính ngẫu nhiên có thể cách mạng hóa máy tính lượng tử. Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ California đã chứng minh những cỗ máy này có thể tạo ra sự ngẫu nhiên dễ dàng hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây, mở đường cho các hệ thống nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Nghiên cứu công bố ngày 4/7/2025 trên tạp chí Science đã thách thức các quan niệm hiện tại. Dẫn đầu bởi Thomas Schuster, công trình tiết lộ rằng việc xáo trộn ngẫu nhiên các qubit - đơn vị thông tin lượng tử - có thể thực hiện với ít thao tác hơn.

Khác với bit cổ điển (0 hoặc 1), qubit tồn tại ở trạng thái chồng chập. Sự sắp xếp ngẫu nhiên của chúng, yếu tố then chốt cho lợi thế lượng tử, trước đây bị giới hạn bởi độ phức tạp thao tác và tính mong manh của trạng thái lượng tử.

Nhóm đã đề xuất phương pháp đột phá: chia qubit thành các khối nhỏ hơn, tạo tính ngẫu nhiên trong từng khối, sau đó 'ghép' chúng lại. Cách tiếp cận được chứng minh toán học này cho phép tạo cấu hình ngẫu nhiên trên các hệ thống lượng tử quy mô lớn.

Ứng dụng tiềm năng bao gồm: mã hóa an toàn hơn, mô phỏng phức tạp và nhiều ứng dụng thực tiễn. Nhưng nghiên cứu cũng gợi ý về giới hạn cơ bản trong khả năng quan sát tự nhiên, khi hệ thống lượng tử che giấu thông tin cực kỳ nhanh chóng.

'Nhiều đặc tính vật lý cơ bản có thể khó nghiên cứu qua các thí nghiệm lượng tử thông thường', nhóm nghiên cứu nhận định, đặt ra những câu hỏi sâu sắc về bản chất của quan sát vật lý.

Phát hiện này đánh dấu bước tiến quan trọng hướng tới máy tính lượng tử hiệu năng cao, đồng thời định nghĩa lại hiểu biết của chúng ta về giới hạn của tri thức khoa học.