Des chercheurs de l'Imperial College de Londres et de l'Université de Lancaster ont proposé une nouvelle approche pour tester les limites d'applicabilité de la mécanique quantique.

La physique quantique a longtemps fourni à l'humanité un cadre élégant pour comprendre le monde microscopique. Cependant, les phénomènes quantiques n'existent pas dans notre vie quotidienne.

De nombreux facteurs contribuent à la transition entre les régimes quantique et classique, mais existe-t-il un mécanisme fondamental qui entraîne cette transition ? Et comment une fonction d'onde composée de plusieurs possibilités se réduit-elle exactement à un résultat défini ?

De nombreux modèles, collectivement appelés théories de l'effondrement objectif, ont été suggérés dans l'espoir de répondre à ces questions fondamentales en suspens. Mais tester ces théories reste un défi expérimental.

Aujourd'hui, un groupe de chercheurs a publié un article sur une nouvelle façon d'étudier ces théories de l'effondrement des objectifs en laboratoire.

La proposition est publiée dans AVS Quantum Science .

La méthode des chercheurs tire parti du "displacemon", un dispositif électromécanique constitué d'un résonateur mécanique connecté à un qubit supraconducteur. En manipulant le qubit, ils proposent une technique pour sonder les écarts par rapport à la théorie quantique standard d'une manière qui pourrait être expliquée par un effondrement objectif.

Le Dr Edward Laird, qui dirige un groupe de recherche sur les dispositifs électroniques quantiques à l'Université de Lancaster, déclare que "le displacemon n'est pas seulement un outil pour tester la mécanique quantique fondamentale, mais peut également être la base de nouvelles technologies de détection. Ce sera extrêmement excitant de faire le premier expérimente cet appareil."

Bien qu'il y ait eu beaucoup de progrès dans la limitation de la force de ces modèles, d'autres expériences sont nécessaires pour éclairer la frontière quantique-classique.

"En effet, ces futures expériences offrent des promesses passionnantes pour sonder la mécanique quantique à des échelles de plus en plus grandes", déclare Michael Vanner, chercheur principal du laboratoire de mesure quantique de l'Imperial College de Londres.

Le déplacement offre une nouvelle voie pour tester les modèles d'effondrement en tirant parti des progrès expérimentaux réalisés dans la cryogénie et les technologies supraconductrices. Au centre du dispositif de déplacement se trouve un résonateur mécanique qui oscille de haut en bas comme une corde de guitare miniature et est incorporé dans un qubit supraconducteur. Ce mouvement de balayage interagit avec un champ magnétique d'une manière qui relie les propriétés du dispositif qubit et du résonateur, l'action de l'un affectant l'autre. L'architecture du dispositif se prête bien à créer une superposition quantique des vibrations des cordes.