Une forme exotique de la matière pour le quantique ?
De nouveaux travaux suggèrent la possibilité de créer des électrons fractionnés, appelés anyons non abéliens, sans champ magnétique, ce qui ouvre de nouvelles possibilités pour la recherche fondamentale et les applications futures – MIT
Des physiciens du MIT ont montré qu’il devrait être possible de créer une forme exotique de la matière qui pourrait être manipulée pour former les qubits (bits quantiques), éléments constitutifs des futurs ordinateurs quantiques, encore plus puissants que les ordinateurs quantiques en cours de développement aujourd’hui.
Ces travaux s’appuient sur la découverte, l’année dernière, de matériaux hébergeant des électrons capables de se diviser en fractions d’eux-mêmes et, surtout, de le faire sans l’application d’un champ magnétique.
Le phénomène général de fractionnement des électrons a été découvert pour la première fois en 1982 et a donné lieu à un prix Nobel. Ce travail nécessitait toutefois l’application d’un champ magnétique. La possibilité de créer des électrons fractionnés sans champ magnétique ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche fondamentale et rend les matériaux qui les hébergent plus utiles pour les applications.
Lorsque les électrons se divisent en fractions d’eux-mêmes, ces fractions sont appelées « anyons ». Les anyons se présentent sous différentes formes, ou classes. Les anyons découverts dans les matériaux de 2023 sont connus sous le nom d’anyons abéliens. Dans un article publié dans le numéro du 17 octobre de Physical Review Letters, l’équipe du MIT indique qu’il devrait être possible de créer la classe la plus exotique d’anyons, les anyons non abéliens.
Les anyons non abéliens ont la capacité étonnante de « se souvenir » de leurs trajectoires dans l’espace-temps ; cet effet de mémoire peut être utile pour l’informatique quantique », explique Liang Fu, professeur au département de physique du MIT et responsable de ces travaux.
M. Fu ajoute que « les expériences de 2023 sur le fractionnement des électrons ont largement dépassé les attentes théoriques. Ce que j’en retiens, c’est que nous, théoriciens, devrions être plus audacieux ».
Fu est également affilié au Laboratoire de recherche sur les matériaux du MIT. Ses collègues pour les travaux actuels sont les étudiants diplômés Aidan P. Reddy et Nisarga Paul, ainsi que le postdoc Ahmed Abouelkomsan, tous du département de physique du MIT. Reddy et Paul sont les premiers auteurs de l’article publié dans les Physical Review Letters.
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