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Recherche quantique : nouvelle génération de puces électroniques ?

recherche quantique et puces électroniques
Quantum Physics. Original public domain image from Wikimedia Commons

Une équipe de recherche quantique a récemment découvert comment créer une nouvelle génération de puces électroniques et de technologies quantiques pilotées par la lumière.

Il s’agit entre autres de la découverte de quasi-particules électriquement neutres dans un isolant topologique. Les études ont été menées par cette même équipe à Würzburg-Dresden ct.qmat. Et les résultats sont rassemblés dans un article publié récemment sur Nature Communications.

Une première réalisation de la recherche quantique en 2007 à Würzburg

L’idée est de réaliser une recherche sur les nouveaux matériaux pouvant être utiles à la technologie quantique. Les deux universités de Dresde et de Würzburg se sont alors mises à étudier les isolants topologiques. Les scientifiques se concentrent déjà sur l’étude de ce domaine depuis plus d’une dizaine d’années. En 2007, une première expérimentation a été réalisée auprès de l’Université de Würzburg. Une phase après laquelle, la recherche en physique quantique n’a cessé d’évoluer.

À titre d’information, avant, l’étude des isolateurs topologiques se basait sur le contrôle des courants. Les chercheurs avaient cependant recours à l’application de tensions électriques sur les isolants topologiques. Mais avec des particules électriquement neutres, l’application de tensions électrique n’aura aucun effet sur le matériau. Et c’est là que réside la nécessité de l’application de la lumière. D’où le développement d’un autre concept d’études pour mieux étudier ces phénomènes quantiques.

nouvelle puce électronique grâce à la recherche quantique

« Nous avons détecté des excitons grâce à la physique quantique »

« La recherche quantique nous a permis de détecter ce que l’on appelle les excitons. Ce sont des quasi-particules que nous avions pu identifier dans les isolants topologiques. Cette découverte nous a également permis de créer une nouvelle boîte à outils pour la physique du solide. Un élément qui va nous servir dans le contrôle optique des électrons. Ce qui pourrait apparemment devenir le futur type de composants électroniques », a déclaré le professeur Ralph Claessen, Physicien quantique de Würzburg.

Il a ajouté que ces excitons ne sont que des quasi-particules électroniques ne pouvant être générées que dans certains types de matière quantique. Mais grâce à leur expérimentation, l’équipe du professeur Claessen a pu activer des excitons dans un isolant topologique. Alors que cela était quasiment impossible dans les années précédentes. « Cela n’a qu’une signification. Nous avons ouvert une voie dans la recherche quantique. Celle de pouvoir créer une nouvelle génération d’électronique pilotée par la lumière », a-t-il ajouté.

Et toujours selon le professeur Claessen, l’interaction entre les excitons et la lumière est un principe qui va permettre de générer des qubits. À titre d’information, les qubits sont des unités de calcul fondamentales pour les puces quantiques. Leurs avantages c’est qu’ils sont mille fois plus performants que les bits traditionnels. Pouvant par la suite permettre une résolution plus rapide des calculs qui durent des années avec les supercalculateurs traditionnels.

Autrement dit, la lumière, par rapport aux tensions électroniques, est plus efficace dans l’augmentation de la vitesse de traitement de données. Ce qui va représenter une nouvelle percée dans le monde de la recherche quantique.

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