Cristaux liquides quantiques 3D : révolution ?

18 mai 2017, 11:40
Cristaux liquides quantiques 3D : révolution ?
Cristaux liquides quantiques 3D : révolution ?

Les chercheurs de l’Institute for Quantum Information and Matter (Caltech - California Institute of Technology) ont découvert le premier cristal liquide 3D, nouvel état de la matière pressenti pour équiper les futurs ordinateurs quantiques ultrarapides. Version quantique d'un cristal liquide, cet état physique n’est peut-être que la partie visible de l'iceberg. Il pourrait en effet exister d’innombrables classes de ces cristaux.

Situés quelque part entre l’état liquide et solide, les cristaux liquides sont formés de molécules circulant librement dans un liquide, mais toutes orientées de manière identique. Dans la nature, ces cristaux liquides existent dans les membranes cellulaires et nous les côtoyons en permanence avec les écrans plats.

Dans leur version « quantique », les électrons se comportent comme les molécules d'un cristal liquide « classique » en se déplaçant librement, mais dans une direction préférentielle. Cette particularité a été démontrée pour la première fois en 1999 avec des cristaux liquides quantiques 2D, mais les caractéristiques de cette variante 3D semblent encore plus étranges. Les électrons semblent en effet non seulement distinguer les axes X, Y, Z, mais aussi adopter des caractéristiques magnétiques différentes selon l'axe sur lequel ils vont et viennent.

Les cristaux liquides quantiques 3D pourraient jouer un rôle dans la technologie « spintronique » (ou magnétoélectronique) qui permet de créer des puces électroniques informatiques plus performantes en utilisant la direction du spin des électrons. La découverte pourrait être également intéressante pour le développement d'ordinateurs quantiques. Les états quantiques « normaux » sont extrêmement fragiles, mais il serait possible d’y remédier en utilisant des superconducteurs topologiques basés sur les cristaux liquides quantiques 3D.

Nous ne sommes peut-être plus très loin de l'ordinateur quantique...

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