Des chercheurs, membres de l'Université de Grenade et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Cambridge (États-Unis), avec la collaboration de l'University of Technology and Design de Singapour, ont ouvert la voie à la construction du premier interrupteur quantique de courant contrôlé par symétrie.
La mise au point d'un tel dispositif, qui permettrait de contrôler et de modifier les courants d'énergie à niveau atomique, constitue un défi majeur pour la communauté scientifique internationale, et pourrait servir, par exemple, à construire des matériaux isolants contrôlés, ou à concevoir des cellules photovoltaïques artificielles plus efficaces, qui optimisent le transport d'énergie.
Cette équipe de recherche travaille actuellement au design réaliste d'un interrupteur quantique possédant ces caractéristiques (contrôlé par symétrie), basé sur des atomes froids dans des cavités optiques cohérentes, et en utilisant des micro-résonateurs optiques accouplés à de respectifs bains pour connecter le système avec des sources thermiques à différentes températures. La démarche suivante, expliquent-ils, sera de pouvoir réaliser expérimentalement un interrupteur quantique contrôlé par symétrie en utilisant ce design comme base.
Un système quantique ouvert est constitué d'un ensemble d'atomes ou de molécules en interaction avec l'environnement. "Nous commençons à savoir manipuler avec une précision extrême ces systèmes qui constituent les briques avec lesquelles nous espérons construire les futurs ordinateurs quantiques", explique Pablo Ignacio Hurtado Fernández, professeur du département d'Électromagnétisme et de Physique de la Matière de l'Université de Grenade et principal auteur de ce travail.
Ces systèmes quantiques possèdent la fascinante propriété de pouvoir se trouver simultanément à différents états stationnaires. Ce travail démontre que cette coexistence à différents états quantiques se doit à l'existence d'une transition de phase dynamique de premier ordre, similaire à la transition de la phase de l'eau liquide à vapeur, où les deux phases (liquide et vapeur) coexistent en même temps.
La coexistence quantique induite par la symétrie permet de stocker de façon robuste de multiples états quantiques cohérents, ce qui ouvre de nombreuses possibilités en calcul quantique, comme le souligne Daniel Manzano, chercheur du MIT et coauteur de ce travail.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
