Des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique ont découvert un nouveau système qui pourrait aider à produire des technologies quantiques « plus chaudes ».

Les technologies quantiques telles que les ordinateurs quantiques ont le potentiel de traiter l'information beaucoup plus rapidement et plus puissamment que les ordinateurs conventionnels. Cette perspective a stimulé l'intérêt pour l'exotisme, phénomènes quantiques complexes, en particulier un état appelé localisation à plusieurs corps.

La localisation à plusieurs corps se produit lorsque les interactions quantiques piègent les particules dans un maillage en forme de toile d'emplacements aléatoires. Cette phase de la matière protège l'énergie stockée dans les états quantiques de la dégradation en chaleur - un effet qui pourrait protéger les informations dans les qubits fragiles, qui sont les éléments constitutifs du calcul quantique.

Jusqu'à présent, les efforts pour étudier la localisation à plusieurs corps, à la fois théoriquement et expérimentalement, se sont concentrés sur les systèmes quantiques refroidis à des températures proches du zéro absolu, ou -273°C.

« L'effet a été supposé se produire uniquement dans des conditions très difficiles à concevoir, " explique Ed Grant, physicien chimiste de l'UBC. " Jusqu'à présent, la plupart des preuves de la localisation à plusieurs corps ont été trouvées en utilisant des atomes disposés dans l'espace par des champs laser croisés. Mais des arrangements comme ceux-ci ne durent que tant que la lumière est allumée et sont aussi facilement perturbés que de déchirer un morceau de papier de soie. »

Dans le dernier numéro de Lettres d'examen physique , Grant et le physicien théoricien John Sous décrivent les résultats d'une expérience dans laquelle des impulsions laser soulèvent doucement un grand nombre de molécules dans un gaz d'oxyde nitrique pour former un plasma ultrafroid.

Le plasma, constitué d'électrons, les ions et les molécules de Rydberg (ions NO+ en orbite autour d'un électron distant), s'auto-assemble et semble former un état localisé robuste à plusieurs corps. Les chercheurs pensent que le plasma « s'éteint » pour atteindre cet état naturellement, sans avoir besoin d'un réseau de champs laser - plus besoin de se déchirer.

Tout aussi important, le système n'a pas besoin de démarrer à une température proche du zéro absolu. Le mécanisme d'auto-assemblage fonctionne naturellement à haute température, conduisant apparemment à un état spontané de localisation à plusieurs corps.

"Cela pourrait nous donner un moyen beaucoup plus simple de fabriquer un matériau quantique, ce qui est une bonne nouvelle pour les applications pratiques, " dit Grant.