Harry Baggen

L’avenir des électrons : travailler à la chaîne dans une boîte quantique

11 janvier 2016, 15:03
Vue d'artiste du single-spin CCD
Vue d'artiste du single-spin CCD
Des chercheurs de l’Université de Delft (Pays-Bas) ont réussi déplacer des électrons le long d’une chaîne sans modifier leur spin. La possibilité de mesurer l’état d’un électron dont le spin reste identique avant et après son déplacement pourrait marquer une étape importante dans le développement des ordinateurs quantiques.
 
Le spin est une grandeur purement quantique qui, par simple analogie, peut être vue comme le sens de rotation de l’électron – horaire ou antihoraire. Un spin ne peut prendre que deux valeurs et peut donc servir à stocker une valeur binaire (0 ou 1). Le déplacement simultané d’électrons sur de grandes distances avait déjà été réalisé, et leur transfert individuel dans des semi-conducteurs est pure routine. Toutefois, personne n’était encore parvenu à transférer des électrons sur de grandes distances sans modifier leur spin.
 
Pour y parvenir, les chercheurs ont construit une structure semblable à celle d’un dispositif à couplage de charges (CCD), mais sur une échelle plus petite. Dans un CCD, les paquets de charges sont transférés le long d’une chaîne de condensateurs et détectés un par un par un amplificateur placé en bout de chaîne.
 
Le mécanisme du « single-spin CCD » des chercheurs est similaire, sauf qu’ici la chaîne est constituée de trois boîtes quantiques, des atomes artificiels contenant chacun un électron. Des champs électriques décalent les trois électrons vers le bout de la chaîne, où une autre boîte quantique lit leur spin.    [HM]
 
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