Percée scientifique : des aimants quantiques protégés révolutionnent la technologie quantique

ParisDes chercheurs de l'Université Aalto et de l'Institut de Physique de l'Académie des Sciences de la République tchèque ont mis au point un nouveau type de matériau quantique ayant des applications potentielles dans la technologie quantique. En construisant ce matériau atome par atome, ils ont démontré une forme plus avancée de magnétisme quantique. Cette avancée représente une étape cruciale pour la création de matériaux quantiques mieux protégés contre la décohérence, un problème majeur dans le domaine de l'informatique et des technologies quantiques.

Des chercheurs ont placé des atomes de titane magnétique sur une surface d'oxyde de magnésium. Ils ont minutieusement ajusté les interactions entre ces atomes pour créer une forme spéciale de magnétisme quantique. Ce projet de recherche, d'abord proposé par Jose Lado de l'Université Aalto, a ensuite été réalisé et testé par l'équipe de Kai Yang grâce à des techniques de manipulation atomique précises.

Principales caractéristiques du nouveau magnétisme quantique topologique :

• Résistance aux perturbations, garantissant une grande stabilité dans diverses conditions.
• Niveaux de cohérence supérieurs à ceux des matériaux quantiques existants, essentiels pour les applications en informatique quantique.
• Possibilités d'excitations fractionnaires où les électrons se comportent comme s'ils étaient divisés, introduisant des phénomènes physiques entièrement nouveaux.

Les aimants quantiques peuvent révéler des états quantiques à grande échelle. Récemment, des scientifiques ont mis au point un nouveau type d'aimant quantique qui utilise des excitatations topologiques et conserve mieux la cohérence. Cela pourrait mener à des qubits plus fiables et plus résistants aux erreurs de décohérence.

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La recherche s'est concentrée sur l'utilisation d'un microscope à effet tunnel pour contrôler et étudier précisément des atomes et des qubits individuels. Cette méthode offre un niveau élevé de maîtrise nécessaire pour le développement de nouveaux matériaux quantiques. Les chercheurs ont démontré que les excitatons quantiques topologiques restaient cohérentes et résistaient aux perturbations externes, confirmant ainsi les prédictions théoriques.

Ce progrès ouvre non seulement de nouvelles perspectives en physique quantique fondamentale, mais pourrait également révolutionner les futures technologies quantiques. Par exemple, il pourrait donner naissance à des ordinateurs quantiques plus stables et fiables surpassant ceux d'aujourd'hui. De plus, la capacité de créer des matériaux dotés de propriétés quantiques spéciales pourrait apporter des innovations significatives dans les domaines de la communication quantique, de la détection et de la cryptographie.

Cette étude dévoile comment les matériaux quantiques topologiques peuvent résoudre des défis des technologies quantiques actuelles. Grâce aux caractéristiques uniques des aimants quantiques topologiques, les chercheurs se rapprochent de la création de dispositifs quantiques avancés avec des capacités innovantes et impressionnantes.