Les technologies quantiques, avec leur potentiel pour accélérer le calcul, améliorer le développement de médicaments et créer de nouvelles applications de détection, sont au cœur de la recherche scientifique. L’étude expérimentale des comportements quantiques reste un défi, en raison de la brièveté de la durée pendant laquelle la plupart des systèmes peuvent maintenir ces effets.
Une étude récente a réussi à prolonger ce comportement quantique, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’étude des interactions quantiques.
« La raison pour laquelle les caractéristiques mystérieuses de la physique quantique ont tendance à disparaître si rapidement est un processus appelé décohérence », a déclaré Kaden Hazzard, professeur associé de physique et d’astronomie à l’Université Rice et co-auteur d’une étude publiée dans Nature Physics.
« Cela se produit lorsqu’un système quantique interagit avec son environnement et cela change la physique. Plus le système est grand et plus les couplages avec l’environnement sont importants, plus le système se comportera de manière classique, non quantique – et vous perdez votre capacité à enquêter sur les choses au niveau quantique. »
Un « piège magique » pour prolonger le comportement quantique
Les scientifiques de Rice et leurs collaborateurs ont réussi à prolonger le comportement quantique dans un système expérimental près de 30 fois en utilisant des températures ultra-froides et des longueurs d’onde laser pour générer un « piège magique » qui a aidé à retarder l’apparition de la décohérence. L’étude est la première démonstration expérimentale de ce genre et offre un nouveau terrain pour l’étude des interactions quantiques.
Le groupe de Simon Cornish du Département de physique de l’Université de Durham au Royaume-Uni a collaboré avec Hazzard et son groupe à Rice pour refroidir les molécules à un milliard de fois en dessous de la température ambiante pour créer un système mécanique quantique unique. Ils ont ensuite mis ces molécules à tourner quantiquement – une situation analogue à des molécules s’alignant et tournant à la fois dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse à la même heure – en utilisant des radiations micro-ondes.
En synthèse
Cette étude a réussi à prolonger le comportement quantique en utilisant un «piège magique» généré par des températures ultra-froides et des longueurs d’onde laser. Cette avancée pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l’étude des interactions quantiques et pourrait avoir des implications significatives pour le développement des technologies quantiques.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la décohérence quantique ?
La décohérence quantique est le processus par lequel un système quantique perd ses propriétés quantiques, comme la superposition et l’intrication, en raison de son interaction avec l’environnement.
Qu’est-ce qu’un « piège magique » ?
Un «piège magique» est une technique expérimentale qui utilise des températures ultra-froides et des longueurs d’onde laser pour prolonger le comportement quantique d’un système.
Quelles sont les implications de cette étude ?
Cette étude pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l’étude des interactions quantiques et pourrait avoir des implications significatives pour le développement des technologies quantiques.
En synthèse
Cette recherche innovante a ouvert une nouvelle voie pour l’étude des interactions quantiques, en prolongeant le comportement quantique d’un système expérimental. L’utilisation d’un «piège magique», généré par des températures ultra-froides et des longueurs d’onde laser, a permis de retarder l’apparition de la décohérence.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la décohérence quantique ?
La décohérence quantique est le processus par lequel un système quantique perd ses propriétés quantiques, comme la superposition et l’intrication, en raison de son interaction avec l’environnement.
Qu’est-ce qu’un « piège magique » ?
Un «piège magique» est une technique expérimentale qui utilise des températures ultra-froides et des longueurs d’onde laser pour prolonger le comportement quantique d’un système.
Quelles sont les implications de cette étude ?
Cette étude pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l’étude des interactions quantiques et pourrait avoir des implications significatives pour le développement des technologies quantiques.
Qu’est-ce que la physique quantique ?
La physique quantique est une branche de la physique qui traite des phénomènes à l’échelle des atomes et des particules subatomiques.
Qu’est-ce que la technologie quantique ?
La technologie quantique est une nouvelle génération de dispositifs et de systèmes qui exploitent les propriétés de la mécanique quantique, comme la superposition et l’intrication.
Références
Légende illustration : Conception artistique de molécules tournant dans une superposition quantique dans un piège, avec des taux de rotation dans le sens des aiguilles d’une montre (rouge) et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre (bleu) variant dans l’espace. Crédit : Hazzard Group/Rice University
Hazzard, K., Cornish, S., et al. (2024). Prolonging Quantum Behavior with a Magic Trap. Nature Physics.
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