Le fermion Majorana est une particule insaisissable depuis des décennies. Le physicien italien Ettore Majorana a théoriquement prédit son existence en 1937, et depuis lors, de nombreux chercheurs en sont devenus obsédés car il a une caractéristique qui le rend unique: c’est à la fois une particule et sa propre antiparticule.
Lorsqu’une particule entre en contact avec son antiparticule, les deux sont détruits dans un processus qui provoque la libération d’une grande quantité d’énergie. Cela pourrait arriver, par exemple, à un électron et à un positron, qui est l’antiparticule de l’électron. Cependant, et c’est ce qui est vraiment surprenant, la particule Majorana jouer dans une autre ligue.
Un bonbon pour l’informatique quantique
Au cours des dernières décennies, les physiciens des particules ont atteint en savoir plus sur les particularités des particules Majorana. En effet, plusieurs articles scientifiques ont vu le jour, comme celui publié dans la revue Science par un groupe de chercheurs de l’Université de Princeton en 2019, qui proposent des méthodes ingénieuses pour caractériser, manipuler et préserver ces particules.
D’un point de vue théorique, les particules de Majorana pourraient être impliquées dans la fabrication de qubits de meilleure qualité que ceux utilisés dans les ordinateurs quantiques actuels.
Ce qui les rend très attractifs pour l’informatique quantique, c’est que, lorsqu’ils apparaissent, en théorie ils le font par paires et ils ont une stabilité raisonnablement élevée, ce qui est rare dans le monde des particules soumises aux lois de la mécanique quantique.
Il n’a pas fallu longtemps aux physiciens pour se rendre compte que le lien entre chaque paire de particules de Majorana pouvait être exploité pour stocker des informations quantiques à deux endroits différents.
Cette duplication, ainsi que la stabilité relative de ces particules, suggèrent qu’elles pourraient être impliquées dans la fabrication de des qubits plus stables et moins sujet aux perturbations externes que les qubits utilisés dans les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui.
Afin de rendre les qubits plus stables, il est nécessaire de lutter contre la décohérence quantique, phénomène qui se produit lorsque les conditions nécessaires à un système qui est dans un état quantique intriqué pour se maintenir disparaissent.
Mise au point qubits de meilleure qualité C’est l’un des grands défis auxquels l’informatique quantique est confrontée, et certains physiciens affirment que ces particules sont l’ingrédient dont nous avons besoin pour les atteindre.
Le groupe de chercheurs dirigé par le physicien néerlandais Leo Kouwenhoven, du centre de recherche QuTech (Pays-Bas), cofinancé par Microsoft, a publié en mars 2018 un article dans la prestigieuse revue scientifique Nature dans lequel il décrit plusieurs expériences qui, selon à eux, leur avait permis d’identifier le si insaisissable jusqu’à ce que Fermions Majorana. La nouvelle a eu un impact énorme et a annoncé de bons moments pour l’informatique quantique.
Le dernier article scientifique est décourageant
Peu de temps après la publication de l’article, certains scientifiques qui ont également fait des recherches dans le domaine de l’informatique quantique ont montré des doutes raisonnables sur ce que le groupe dirigé par Kouwenhoven affirmait. L’un d’eux était le physicien Sergey Frolov, de l’Université de Pittsburgh, qui pensait que dans l’article des données pertinentes manquaient cela a jeté une certaine incohérence dans le travail de Kouwenhoven.
Les auteurs nous ont dit plus tard que cela avait été fait pour l’esthétique. Nous avons un problème avec cela. Les segments où les données sautent du plateau (magenta) ou où les fractionnements de pics «Majorana» (vert) ont été coupés esthétiquement. Mais 7 interrupteurs de charge prolongeant le plateau ont été conservés (jaune). Pratique? pic.twitter.com/Izjl1FtDyr
– Sergey Frolov (@spinespresso) 3 février 2021
À partir de ce moment, l’ombre du doute est tombée sur les travaux du physicien néerlandais et sur la stratégie qui devrait permettre à Microsoft d’obtenir des qubits de meilleure qualité pour votre futur ordinateur quantique. Et les pires prévisions se sont confirmées il y a seulement quelques jours. Un nouvel article publié par le groupe de Kouwenhoven fin janvier dernier démystifie ce qu’ils ont eux-mêmes annoncé en 2018.
Dans cette publication récente, ces chercheurs présentent plus de données sur les conditions dans lesquelles ils ont mené les expériences qu’ils ont décrites dans leur article original, et concluent que les preuves par lesquelles ils croyaient avoir identifié ces fermions ils avaient tord. L’article qu’ils ont initialement publié dans Nature va être modifié.
Il est dommage qu’au final cette enquête ne se soit pas bien déroulée, mais cela ne diminue pas l’intérêt potentiel qui semble avoir l’application de la particule Majorana dans l’informatique quantique. Nous garderons une trace de vous et vous en dirons plus lorsque nous aurons de nouvelles informations.
Plus d’informations | L’Université de Cornell
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