Des physiciens mettent au point un matériau imitant le liquide de spin quantique
Depuis 1973, le physicien Philip Anderson a donné la preuve théorique de l’existence d’un autre état inconnu de la matière. Cette théorie a eu droit à énormément d’attention et a lancé la course aux ordinateurs quantiques. Le liquide de spin quantique est le nouvel état de la matière découvert.
En réalité, il est question d’aimants magnétiques qui ne se cristallisent pas à basse température. À partir d’une certaine température, les électrons des aimants ordinaires s’immobilisent et se transforment en une matière solide et magnétique. En revanche, dans un liquide de spin quantique, les électrons ne se stabilisent pas et ne deviennent pas solides. Loin de ce que l’on pourrait penser, le nouveau matériau n’a aucun rapport avec l’état liquide que nous connaissons.
L’intrication quantique bousculée par un nouveau matériau
Lorsque le matériau est ramené à température normale, les spins atomiques ont un impact important les uns sur les autres.
L’intrication quantique est un phénomène par lequel des particules forment un système lié et présentent des états quantiques interdépendants. Les atomes, même diamétralement opposés dans le réseau, agissent les uns sur les autres suivant l’intrication. Cette intrication implique la perpétuation du « désordre » des spins lorsque le mercure est bas.
Selon l’idée première, le liquide de spin quantique devrait posséder les propriétés permettant à ses atomes de créer un champ magnétique. Mais le nouveau matériau conçu présente une composition tout à fait étrange d’atomes différents.
Le déroulement de l’expérimentation
La preuve de l’existence de matériaux contenant des liquides de spin quantique reste encore incertaine et peu fiable. Au cours de cette étude, les physiciens ont conçu une matière constituée de 219 atomes de rubidium emprisonnés à une température de moins de -270 °C. Ce dispositif est appelé simulateur quantique programmable et permet d’observer le nouvel état de matière. Ce simulateur est un ordinateur quantique capable de programmer des formes diverses pour réaliser l’intrication entre les atomes ultra-froids.
Au cours de la nouvelle expérimentation, les scientifiques ont utilisé des lasers pour élever le niveau d’énergie des atomes. Après l’intrication de la matière, ils ont examiné les liaisons entre les atomes. En étudiant le matériau, les scientifiques ont vérifié avec succès la propriété de liquide de spin quantique. Aussi, l’on sait maintenant que la topologie permet de sécuriser les informations. Cela donne un espoir pour les ordinateurs quantiques.
Voilà un autre exemple qui montre que la science n’a pas encore tout trouvé. De nouvelles découvertes sont faites chaque jour par des individus curieux et persévérants. À quand la prochaine trouvaille quantique ?
