Découverte numérique de 100 expériences quantiques diverses avec PyTheus

Découverte numérique de 100 expériences quantiques diverses avec PyTheus

Horodatage: 12 décembre 2023 8h16
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Abstract

Les photons constituent le système physique de choix pour effectuer des tests expérimentaux sur les fondements de la mécanique quantique. En outre, la technologie quantique photonique est un acteur majeur de la deuxième révolution quantique, promettant le développement de meilleurs capteurs, de communications sécurisées et d’un calcul quantique amélioré. Ces efforts nécessitent de générer des états quantiques spécifiques ou d’effectuer efficacement des tâches quantiques. La conception des expériences optiques correspondantes était historiquement alimentée par la créativité humaine, mais elle est récemment automatisée grâce à des algorithmes informatiques avancés et à l’intelligence artificielle. Bien que plusieurs expériences conçues par ordinateur aient été réalisées expérimentalement, cette approche n’a pas encore été largement adoptée par la communauté plus large de l’optique quantique photonique. Les principaux obstacles résident dans le fait que la plupart des systèmes sont fermés, inefficaces ou ciblés sur des cas d'utilisation très spécifiques difficiles à généraliser. Ici, nous surmontons ces problèmes grâce à PyTheus, un cadre de découverte numérique open source très efficace, qui peut utiliser un large éventail de dispositifs expérimentaux issus de laboratoires quantiques modernes pour résoudre diverses tâches. Cela inclut la découverte d'états quantiques hautement intriqués, de schémas de mesure quantiques, de protocoles de communication quantiques, de portes quantiques multiparticules, ainsi que l'optimisation des propriétés continues et discrètes des expériences quantiques ou des états quantiques. PyTheus produit des conceptions interprétables pour des problèmes expérimentaux complexes que les chercheurs humains peuvent souvent facilement conceptualiser. PyTheus est un exemple de cadre puissant pouvant conduire à des découvertes scientifiques – l’un des objectifs fondamentaux de l’intelligence artificielle en science. Nous espérons que cela contribuera à accélérer le développement de l’optique quantique et à fournir de nouvelles idées en matière de matériel et de technologie quantiques.

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