Un circulateur électronique maintient l'information en mouvement dans une certaine direction, un peu comme un rond-point. (Mais dans un circulateur, "la circulation" doit toujours prendre la prochaine sortie après leur entrée.)
Dans la célèbre franchise de films "Retour vers le futur", un scientifique excentrique crée une machine à remonter le temps qui fonctionne sur un condensateur de flux.
Maintenant, un groupe de physiciens australiens et suisses a proposé un dispositif qui utilise l'effet tunnel quantique du flux magnétique autour d'un condensateur, rupture de la symétrie d'inversion du temps.
La recherche, publié cette semaine dans Lettres d'examen physique , propose une nouvelle génération de circulateurs électroniques, qui sont des dispositifs qui contrôlent la direction dans laquelle les signaux hyperfréquences se déplacent.
Il s'agit d'une collaboration entre deux centres d'excellence du Conseil de recherche australien :le Center for Engineered Quantum Systems (EQUS) et le Center for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET).
Le professeur Jared Cole, chercheur associé de FLEET (travaillant à l'Université RMIT), a déclaré que le dispositif proposé est construit à partir d'un supraconducteur, dans lequel l'électricité peut circuler sans résistance électrique.
Le professeur Cole a ajouté, "Nous proposons deux circuits possibles différents, dont l'un ressemble à la conception emblématique en étoile à trois branches du condensateur de flux cinématique. (Voir images.)
"En elle, des « tubes » quantiques de flux magnétique peuvent se déplacer autour d'un condensateur central par un processus connu sous le nom d'effet tunnel quantique, où ils surmontent des obstacles classiquement insurmontables."
Représentation schématique du circulateur proposé. Crédit :FLOTTE
La combinaison de champs magnétiques et de charges électriques conduit à ce que les physiciens appellent une rupture de symétrie d'inversion du temps.
"Malheureusement, cet effet ne nous permet pas de voyager dans le temps, ", a déclaré le professeur Tom Stace (Université du Queensland).
"Au lieu, cela signifie que les signaux circulent dans le circuit dans un seul sens, un peu comme des voitures sur un rond-point, " il a dit.
Un tel dispositif peut être utilisé par exemple pour isoler des parties d'un appareil expérimental les unes des autres, ce qui est crucial lorsque les parties individuelles sont des systèmes quantiques extrêmement sensibles.
L'auteur principal, le Dr Clemens Mueller (ETH Zurich), a déclaré que cet appareil est un élément crucial pour les technologies de nouvelle génération, y compris l'ordinateur quantique tant recherché.
Le Dr Mueller a dit :« Notre recherche constitue une étape importante vers la mise à l'échelle de cette technologie, où les chercheurs doivent diriger avec précision des signaux de contrôle et de mesure autour d'un ordinateur quantique."
Le fonctionnement du circulateur micro-ondes ressemble au condensateur de flux de Retour vers le futur. Crédit :FLOTTE
A plus court terme, la recherche pourrait trouver une application dans le développement d'une meilleure électronique pour les antennes de téléphonie mobile et wifi et l'amélioration du radar.
Le papier, "Une puce passive, circulateur supraconducteur utilisant un anneau de jonctions tunnel, " a été publié dans Lettres d'examen physique le 23 mai 2018.
Les deux centres d'excellence ARC participants font partie de la force significative de l'Australie dans la recherche quantique.
Les chercheurs du Centre d'excellence de l'ARC pour les systèmes quantiques d'ingénierie (EQUS) construisent des machines quantiques qui exploitent tout le spectre de la physique quantique.
Le Centre d'excellence de l'ARC pour les futures technologies électroniques à faible consommation d'énergie (FLEET) développe une nouvelle génération d'électronique à très faible consommation d'énergie pour relever le défi croissant de l'utilisation de l'énergie dans le calcul.
