Une équipe de physiciens aux États-Unis a créé des formes exotiques de matière qui n'existent pas dans des conditions normales. Ils l'ont fait en changeant simplement un champ magnétique au fil du temps.
Les travaux, dirigés par Ian Powell, chargé de cours au département de physique de Cal Poly, et l'étudiant chercheur Louis Buchalter, ont été publiés dans Physical Review B. Leur article s'intitule « Flux-Switching Floquet Engineering ».
Comment le temps lui-même devient un outil pour construire de la nouvelle matière
Powell et Buchalter ont étudié comment la matière se comporte à des échelles extrêmement petites, y compris les atomes, les électrons et les photons. Ils ont découvert que lorsque les champs magnétiques sont modifiés de manière contrôlée et dépendante du temps, ils peuvent générer des états quantiques qui n'ont pas d'équivalent statique. En d'autres termes, ces états n'existent pas dans les matériaux qui restent inchangés dans le temps.
« L'idée centrale est que des propriétés quantiques utiles peuvent dépendre non seulement de ce qu'est un matériau, mais aussi de la façon dont il est piloté dans le temps », a déclaré Powell. « Dans notre cas, nous montrons que changer périodiquement un champ magnétique peut produire des phases quantiques pilotées sans équivalent statique. »
Pourquoi cela est important pour l'informatique quantique
En chronométrant soigneusement la façon dont les champs magnétiques sont appliqués, les scientifiques peuvent concevoir des systèmes quantiques avec des propriétés plus stables et moins vulnérables au bruit ou aux imperfections. Ces perturbations sont un défi majeur dans la technologie quantique, entraînant souvent des erreurs dans les calculs ou les performances du système.
Powell a noté que la pertinence industrielle la plus directe de l'étude concerne l'informatique quantique et la simulation quantique, plutôt qu'un secteur d'utilisation finale spécifique à ce stade. Tout impact éventuel sur des domaines comme les produits pharmaceutiques, la finance, la fabrication ou l'aérospatiale serait probablement indirect, en contribuant au développement à plus long terme de meilleures technologies quantiques.
Les résultats suggèrent de nouvelles façons de créer et d'étudier ces états quantiques inhabituels dans des environnements contrôlés tels que les expériences avec des atomes ultrafroids. Pour progresser vers une utilisation industrielle, les prochaines étapes seraient une validation expérimentale.
Cette percée suggère que l'avenir de la technologie quantique pourrait dépendre non seulement de la composition des matériaux, mais aussi de la façon dont ils sont manipulés dans le temps.
