Un nouvel article publié dans Nature Communications par une équipe de physiciens de l'Université d'Alberta a cartographié la découverte de nouvelles phases quantiques dans les systèmes de basse dimension.

L'article intitulé « Criticité quantique lors de la fusion cryogénique des réseaux de bulles polaires » a été rédigé par Wei Luo, chercheur postdoctoral; Alireza Akbarzadeh, associé de recherche; et les professeurs adjoints de recherche Yousra Nahas et Sergei Prokhorenko. Nahas et Prohorenko font partie du groupe de physique computationnelle de la matière condensée dirigé par le professeur émérite de physique Laurent Bellaiche, qui a également contribué en tant qu'auteur.

On sait que les fluctuations quantiques, causées par les vibrations des phonons du point zéro, empêchent l'apparition de phases polaires dans les ferroélectriques naissants en vrac jusqu'à zéro degré  Kelvin. Mais on sait peu de choses sur les effets des fluctuations quantiques sur les modèles topologiques récemment découverts dans les nanostructures ferroélectriques. Les chercheurs ont dévoilé comment les fluctuations quantiques affectent la topologie de plusieurs phases dipolaires dans des films ultrafins d'oxyde ferroélectrique.

L’équipe a découvert que les fluctuations quantiques induisent un point critique quantique, séparant un réseau de bulles hexagonal d’un état liquide caractérisé par un mouvement spontané, la création et l’annihilation de bulles polaires à très basse température. De plus, les fluctuations quantiques peuvent induire de nouvelles phases quantiques, et ces phases présentent des propriétés habituelles, telles que la piézoélectricité négative.

Luo a expliqué que ces découvertes pourraient faire progresser le développement de l'informatique neuromorphique.

"L'informatique neuromorphique modélise le fonctionnement du cerveau grâce à des réseaux neuronaux de pointe", a déclaré Luo. "En revanche, l'informatique conventionnelle repose sur des transistors binaires, représentant soit "on", soit "off", et "un" ou "zéro". Les réseaux neuronaux à pointes imitent la capacité du cerveau à transmettre des informations dans les dimensions temporelles et spatiales, leur permettant de produire plus que les deux sorties binaires caractéristiques de l'informatique conventionnelle. L'informatique neuromorphique présente certains avantages par rapport à l'informatique conventionnelle, tels que l'efficacité énergétique, le traitement parallèle, adaptabilité et tolérance aux pannes."

Plus d'informations : Wei Luo et al, Criticité quantique lors de la fusion cryogénique des réseaux de bulles polaires, Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-43598-0

Informations sur le journal : Communications naturelles

Fourni par l'Université de l'Arkansas