Une équipe de physiciens dirigée par Rutgers a démontré un moyen de conduire l'électricité entre les transistors sans perte d'énergie, ouvrant la porte à l'électronique basse consommation et, potentiellement, l'informatique quantique qui serait beaucoup plus rapide que les ordinateurs d'aujourd'hui.

Leurs découvertes, qui impliquait l'utilisation d'un mélange spécial de matériaux aux propriétés magnétiques et isolantes, sont publiés en ligne dans Physique de la nature .

"Ce materiel, bien qu'il soit très dilué en termes de propriétés magnétiques, peut encore se comporter comme un aimant et conduit l'électricité à basse température sans perte d'énergie, " dit Weida Wu, auteur principal de l'étude et professeur agrégé au Département de physique et d'astronomie de l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick. « Au moins en principe, si vous pouvez le faire fonctionner à une température plus élevée, vous pouvez l'utiliser pour les interconnexions électroniques au sein des puces de silicium utilisées dans les ordinateurs et autres appareils."

Les co-auteurs de l'étude en Chine ont combiné du chrome et du vanadium en tant qu'éléments magnétiques avec un isolant constitué de bismuth, l'antimoine et le tellure. Lorsque les électrons de ce matériau spécial sont alignés dans une direction, comme une aiguille de boussole pointant vers le nord, un courant électrique ne peut circuler le long de ses bords que dans une seule direction, conduisant à une perte d'énergie nulle. Cela signifie que l'électricité pourrait être conduite entre les transistors dans les puces de silicium utilisées dans les ordinateurs et autres appareils électroniques avec une efficacité maximale.

Les puces de silicium actuelles utilisent principalement du métal pour les interconnexions électriques dans les transistors, mais cela conduit à une perte d'énergie substantielle, dit Wu.

Les scientifiques ont démontré l'alignement uniforme des électrons en rotation dans l'isolant magnétique spécial, appelé isolant de Hall anormal quantique. Il conduit l'électricité sans perte d'énergie lorsque la température est proche du zéro absolu :moins 459,67 degrés Fahrenheit. Les prochaines étapes incluraient la démonstration du phénomène à une température beaucoup plus élevée et plus pratique pour l'électronique, ainsi que la construction d'une plate-forme pour l'informatique quantique.

L'étude a été dirigée par Wenbo Wang, un étudiant au doctorat en physique à la Rutgers' School of Graduate Studies. Les co-auteurs comprennent des scientifiques de l'Université Tsinghua et du Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, à la fois à Pékin, Chine.