Introduction
Le calcul quantique a le potentiel de permettre des solutions efficaces à des tâches de calcul pour lesquelles on ne connaît pas d'algorithme classique efficace, et pour lesquelles il n'en existe peut-être pas. Il existe cependant des défis très importants qui doivent être surmontés avant de pouvoir mettre en œuvre de manière fiable les types de calculs quantiques à grande échelle que nous espérons un jour rendre possibles.
Le cœur du problème est que l'information quantique est extrêmement fragile — il suffit littéralement de la regarder pour la détruire. Pour cette raison, afin de fonctionner correctement, les ordinateurs quantiques doivent isoler l'information quantique qu'ils stockent de leur environnement à un degré extrême. Mais, en même temps, les ordinateurs quantiques doivent assurer un contrôle très précis sur cette information quantique, incluant une initialisation correcte, des opérations unitaires précises et fiables, et la capacité d'effectuer des mesures pour que les résultats du calcul puissent être obtenus. Il existe clairement une tension entre ces exigences, et aux débuts du calcul quantique, certains estimaient que la fragilité de l'information quantique, et sa sensibilité aux inexactitudes et au bruit environnemental, rendrait finalement le calcul quantique impossible.
Aujourd'hui, il ne fait guère de doute que construire un ordinateur quantique à grande échelle, précis et fiable, est un défi monumental. Mais nous disposons d'un outil clé pour nous aider dans cette entreprise — la correction d'erreurs quantiques — ce qui amène la plupart des personnes bien informées dans le domaine à être optimistes quant à la possibilité que le calcul quantique à grande échelle devienne un jour réalité.
Nous étudierons la correction d'erreurs quantiques dans ce cours, en nous concentrant sur les fondamentaux. Dans cette leçon, nous aborderons pour la première fois la correction d'erreurs quantiques, y compris le tout premier code correcteur d'erreurs quantiques découvert — le code de Shor à 9 qubits — et nous discuterons également d'un concept fondamental en correction d'erreurs quantiques connu sous le nom de discrétisation des erreurs.
Vidéo de la leçon
Dans la vidéo suivante, John Watrous te guide à travers le contenu de cette leçon sur la correction des erreurs quantiques. Tu peux également ouvrir la vidéo YouTube de cette leçon dans une fenêtre séparée. Télécharge les diapositives de cette leçon.