Les supraconducteurs triplets sont la clé pour réaliser la technologie la plus économe en énergie de l’avenir. Un supraconducteur triplet figure en tête de liste de souhaits de nombreux physiciens travaillant dans le domaine de la physique de l’état solide, affirme le professeur Jacob Linder.
Il travaille au Département de physique de l’Université norvégienne de sciences et de technologie (NTNU), plus précisément au QuSpin – un centre de recherche où se trouvent certaines des personnes les plus brillantes de l’université.
« Les matériaux supraconducteurs triplets sont une sorte de « saint Graal » en technologie quantique, et plus spécifiquement en informatique quantique« , explique Linder.
Lui et ses collègues sont maintenant sur la piste de ce supraconducteur triplet – au grand enthousiasme des physiciens du monde entier.
« Nous pensons avoir peut-être observé un supraconducteur triplet« , révèle le professeur Linder.
C’est une nouvelle majeure, comme nous allons tenter de l’expliquer ci-dessous.
Stabiliser une technologie instable
Le travail de Linder concerne la science des matériaux quantiques et son utilisation en spintronique et en technologie quantique. Des informations plus détaillées sur ce domaine d’étude se trouvent dans l’encadré ci-dessous.
En bref, le spin est une propriété des électrons que nous pouvons utiliser pour transmettre des signaux de manière différente de celle utilisée actuellement dans les ordinateurs conventionnels. Le spin peut également être utilisé en technologie quantique, surtout lorsqu’il est combiné avec des supraconducteurs, mais la technologie actuelle est frustrante par son instabilité.
« L’un des principaux défis de la technologie quantique aujourd’hui est de trouver un moyen d’effectuer des opérations informatiques avec une précision suffisante« , explique Linder.
Et c’est là qu’intervient un supraconducteur triplet.
En collaboration avec des collègues en Italie, qui ont mené les expériences, Linder a publié un article dans la prestigieuse revue Physical Review Letters, et a été à juste titre sélectionné comme l’une des recommandations de l’éditeur.
Les supraconducteurs triplets rendent possibles un certain nombre de phénomènes physiques inhabituels. Ces phénomènes ont des applications importantes en technologie quantique et en spintronique, souligne Linder.
Supraconducteurs conventionnels versus supraconducteurs triplets
Les supraconducteurs conventionnels peuvent transférer l’électricité (les électrons) sans résistance électrique mesurable. Ils peuvent être très utiles, mais ne sont pas toujours assez efficaces.
- Les supraconducteurs conventionnels sont dits « supraconducteurs singulets ». En termes simples, cela signifie que les particules supraconductrices n’ont pas de spin.
- Dans les supraconducteurs triplets, cependant, les particules supraconductrices ont un spin.
Alors, qu’est-ce que cela signifie ?
Le fait que les supraconducteurs triplets aient un spin a une conséquence importante. Nous pouvons désormais transporter non seulement des courants électriques, mais aussi des courants de spin avec une résistance absolument nulle, explique Linder.
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Cela signifie que des ordinateurs extrêmement rapides peuvent fonctionner en utilisant presque aucune électricité !
Si nous découvrons un supraconducteur triplet, il sera possible de transmettre des informations en utilisant le spin sans perdre d’énergie.
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Le NbRe est prometteur pour les supraconducteurs triplets
Dans notre article publié, nous démontrons que le matériau NbRe présente des propriétés compatibles avec la supraconductivité triplet, affirme Linder.
Le NbRe est un alliage de niobium et de rhénium, et les deux métaux sont rares.
Il est encore trop tôt pour conclure définitivement si le matériau est un supraconducteur triplet. Entre autres, la découverte doit être vérifiée par d’autres groupes expérimentaux. Il est également nécessaire de réaliser d’autres tests de supraconductivité triplet, explique Linder.
Il reste cependant optimiste.
Notre recherche expérimentale démontre que le matériau se comporte complètement différemment de ce à quoi nous nous attendrions pour un supraconducteur singulet conventionnel, ajoute Linder.
Fonctionne à des températures relativement élevées
« Un autre avantage de ce matériau est qu’il devient supraconducteur à une température relativement élevée« , dit Linder, bien qu’il faille noter qu’il a une perspective légèrement différente de ce qui constitue une « température élevée » pour vous et moi.
Dans ce contexte, « température élevée » signifie 7 Kelvin (K), soit juste au-dessus du zéro absolu à -273,15 degrés Celsius. Donc, oui, tout est relatif. D’autres candidats possibles pour la supraconductivité triplet nécessitent des températures d’environ 1 K, ce qui fait que 7 K semble presque tropical et certainement très réalisable.
La recherche de la NTNU semble donc très prometteuse.
Colangelo, F., Modestino, M., Avitabile, F., Galluzzi, A., Makhdoumi Kakhaki, Z., Kumar, A., Linder, J., Polichetti, M., Attanasio, C., & Cirillo, C. Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects. Phys. Rev. Lett. 135, 226002 – Publié le 25 novembre 2025. DOI : https://doi.org/10.1103/q1nb-cvh6
Source : NTNU
