Des scientifiques créent des « murs de domaines » quantiques en laboratoire, une première mondiale

Et cela pourrait conduire à une “manière plus robuste de stocker des informations quantiques”.

Le “mur du domaine” est représenté par la ligne blanche. Kai-Xuan Yao/University of Chicago

Pour la première fois, des scientifiques de l’université de Chicago ont pu créer à volonté un nouveau type d’objet quantique étrange appelé “paroi de domaine”, ce qui leur a permis d’analyser le phénomène en détail, révèle un communiqué de presse.

Cette nouvelle découverte peut aider la communauté scientifique à mieux comprendre les particules quantiques exotiques, ce qui pourrait conduire au développement de nouvelles technologies quantiques futures.

Analyser les “murs de domaine” quantiques

Dans un nouvel article publié dans la revue Nature, les chercheurs ont exposé leur découverte d’un phénomène étrange observé dans les atomes à des températures extrêmement basses. Ils ont découvert que, dans les bonnes conditions, les groupes d’atomes se séparent en domaines, formant un “mur” entre chacun de ces domaines.

Bien que les scientifiques aient déjà observé ces murs de domaines dans d’autres expériences, c’est la première fois qu’ils sont générés de manière fiable, ce qui permet de les observer de près. Sur la base de leurs observations, les chercheurs ont déclaré que chacune de ces parois se comporte comme son propre objet quantique, indépendamment des atomes individuels qu’elle sépare.

Le doctorant Kai-Xuan Yao, premier auteur de l’étude, a comparé le phénomène à des dunes de sable, déclarant : “C’est [comme si c’était] fait de sable, mais la dune agit comme un objet qui se comporte différemment des grains de sable individuels.” Le professeur Cheng Chin, responsable de l’étude, a décrit les observations surprenantes faites concernant ces étranges objets quantiques : “Nous avons beaucoup d’expérience dans le contrôle des atomes”, a-t-il déclaré. “Nous savons que si vous poussez les atomes vers la droite, ils se déplaceront vers la droite. Mais ici, si vous poussez la paroi du domaine vers la droite, elle se déplace vers la gauche.”

Étudier le comportement surprenant des “phénomènes émergents”

Les murs de domaine font partie d’une classe nommée “phénomènes émergents”, car ils semblent suivre une nouvelle loi de la physique régie par le fait qu’ils sont composés de nombreuses particules agissant ensemble. L’équipe de scientifiques de Chin espère que ses recherches pourront contribuer à ouvrir la voie à de nouvelles technologies quantiques, en enrichissant ce domaine. “Ce phénomène pourrait trouver des applications dans la fabrication de matériaux quantiques programmables ou de processeurs d’informations quantiques. Il pourrait être utilisé pour créer un moyen plus robuste de stocker des informations quantiques ou permettre de nouvelles fonctions dans les matériaux”, a expliqué M. Chin. “Mais avant de pouvoir le découvrir, la première étape consiste à comprendre comment les contrôler.”

Comme c’est le cas pour la plupart des percées en mécanique quantique, les fruits de cette nouvelle observation pourraient être de grande ampleur, mais ils ne seront probablement pas visibles avant de nombreuses années. À titre de référence, les chercheurs rappellent que la base des technologies GPS modernes provient de scientifiques qui, dans les années 1950, testaient la théorie de la relativité d’Einstein. L’informatique quantique est un saut technologique très attendu qui pourrait changer radicalement la façon dont nous interagissons avec le monde numérique, en fournissant une puissance de calcul potentiellement révolutionnaire à un grand nombre de domaines qui utilisent déjà les données comme monnaie d’échange.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche