Des physiciens ont découvert un nouvel état de la matière : la supraconductivité topologique

Une équipe de physiciens issus de l’université de New York, de l’université de Buffalo et de la Wayne State University avance avoir découvert un nouvel état de la matière. Il viendrait se compléter aux quatre existants. Selon eux, il pourrait accroître les capacités de stockage des dispositifs électroniques. Explications.

Un cinquième état

Actuellement, l’état solide, liquide, gazeux et plasma sont les quatre éléments principaux pour tracer le contour d’un état. Une étude, publiée sur le site arXiv, menée par une équipe de physiciens, avance de nouvelles perspectives très prometteuses. Comme l’explique un professeur adjoint de physique de l’université de New York, “nos recherches ont permis de révéler des preuves expérimentales d’un nouvel état de la matière, la supraconductivité topologique« . 

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Ils expliquent également que cet état topologique est capable d’être manipulé et utilisé pour améliorer le calcul en informatique quantique. Il permettra d’atteindre de plus grands standards, mais également d’augmenter le stockage des appareils existants. Pour rappel, la principale différence entre les ordinateurs classiques et les ordinateurs quantiques réside dans le fait que les modèles existants utilisent des valeurs binaires (0 et 1) uniques. Les ordinateurs quantiques, eux, utilisent des bits quantiques, que l’on nomme qubits. Ils peuvent avoir comme valeur 0, 1 ou les deux en même temps. Cela augmente les temps de calcul et la vitesse de traitement de données.

Que penser de cette découverte ? 

Le professeur Shabani et ses collègues ont travaillé sur la transition d’un état quantique, allant d’un état conventionnel à un nouvel état topologique. À ce stade-là, il y a de nouvelles propriétés géométriques, et les chercheurs ont pu étudier l’évolution d’un état quantique en observant une certaine barrière d’énergie entre les deux états. C’est ce qui intéressait particulièrement les auteurs de l’étude, qui ont pu observer les particules dites de Majorana. Tirant son origine d’un physicien et théoricien italien du XXe siècle, cela renvoie à une thèse datant de 1937 qui explique que ces particules agissent comme leurs propres antiparticules.

Pourquoi s’intéresser à ces particules-là ? Simplement car les scientifiques les perçoivent depuis quelques années comme un stockage potentiel pour les qubits, ce sur quoi s’appuie l’information quantique. En revanche, nous n’avions jamais trouvé de matériau de stockage naturel pour ces particules uniques. Ainsi, ce nouvel état de matière permettrait le stockage des particules de Majorana, qui pourraient à leur tour stocker des qubits. 

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Le professeur Shabani a expliqué que : “La nouvelle découverte de la supraconductivité topologique dans une plate-forme bidimensionnelle ouvre la voie à la construction de qubits topologiques évolutifs pour stocker non seulement des informations quantiques, mais également pour manipuler les états quantiques sans erreur.” Plus que jamais, l’informatique quantique se développe. La publication scientifique de la recherche est disponible ici.