Le terme « matériaux quantiques » a été introduit pour mettre en évidence les propriétés exotiques des supraconducteurs non conventionnels, les systèmes à fermions lourds (matériaux aux propriétés électroniques et magnétiques inhabituelles) et les oxydes multifonctionnels. Plus récemment, la définition s'est élargie pour couvrir tous les matériaux qui permettent aux scientifiques et aux ingénieurs d'explorer les phénomènes quantiques émergents et leurs applications potentielles.

Cet élargissement du concept rassemble divers domaines de la science et de l'ingénierie, de la physique de la matière condensée et des atomes froids à la science des matériaux et à l'informatique quantique. Le professeur Feliciano Giustino (Université du Texas à Austin) et le professeur ICREA Stephan Roche (Institut catalan de nanosciences et de nanotechnologies) se sont proposés pour capturer un instantané des derniers développements dans ce domaine de recherche vaste et en évolution rapide. Dans ce but, La revue « La feuille de route des matériaux quantiques 2020 » a été publiée dans Journal de Physique:Matériaux .

Vingt-neuf experts internationaux de premier plan (dont six issus des centres BIST :Stephan Roche, Adriana I. Figueroa, Régina Galceran, Sergio O. Valenzuela et Marius V. Costache de l'ICN2, et Pol Forn-Díaz de l'IFAE) ont participé à cette feuille de route en partageant leur vision et leur expertise dans différents domaines :oxydes complexes, les liquides de spin quantiques, supraconducteurs cuprates, isolants topologiques, qubits supraconducteurs et semiconducteurs, matériaux hyperboliques 2D, Les matériaux de couple de rotation et les skyrmions magnétiques ne sont que quelques-uns des objets nommés fantaisie étudiés par les experts, ce qui montre à quel point le terme de matériaux quantiques s'est effectivement élargi. La feuille de route comprend également des travaux sur le machine learning, un outil de plus en plus important pour cataloguer, rechercher et concevoir de nouveaux matériaux quantiques.

Bien comprendre tous ces matériaux n'est pas seulement d'un intérêt fondamental, mais cela pourrait aussi conduire à des avancées technologiques, comme les très attendus ordinateurs quantiques, même dans une version plus robuste (les ordinateurs quantiques topologiques dits non-abéliens).

Les auteurs s'attendent à ce que, en offrant une vue d'ensemble des horizons émergents de la recherche sur les matériaux quantiques et en indiquant les directions où des travaux et des analyses supplémentaires sont nécessaires, cette feuille de route favorisera de nouvelles recherches et collaborations interdisciplinaires pour aborder ces questions et d'autres encore inexplorées.