Grâce à de nouveaux modèles statistiques non abéliens, les scientifiques et les physiciens comprennent mieux les fermions de Majorana et les supraconducteurs topologiques. Cette avancée contribuera à faire progresser l'
informatique quantique (L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des ordinateurs...).
La physique quantique est riche de nombreux phénomènes fascinants, susceptibles d'avoir un impact important sur l'
informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...) quantique. C'est le cas des fermions de Majorana dans les systèmes de
matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) condensée, prévus dès les années 1930. Dernièrement, des chercheurs en
physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) de la matière condensée ont constaté que certains systèmes en
interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) pouvaient produire de nouvelles formes de fermions de Majorana, créant des systèmes qui sont des supraconducteurs topologiques. Ce phénomène échappe toujours aux physiciens, exigeant des méthodes plus sophistiquées pour en comprendre les secrets, avec l'aide de
statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle...) non abéliennes.
Les chercheurs du projet DMMMTS (Detection and manipulation of Majorana modes in topological superconductors), financé par l'UE, ont donc étudié des fermions de Majorana afin de les rapprocher d'une informatique quantique universelle. Ils ont conçu un dispositif de
qubit (On nomme qubit (quantum + bit ; prononcé /kyoobit/), parfois écrit qbit, l'état quantique...) Majorana-Transmon, qui intègre des quasi-particules de Majorana à des
architectures (Architectures est une série documentaire proposée par Frédéric Campain et Richard Copans,...) actuelles de qubits, et exploite leurs propriétés pour protéger l'information quantique.
Pour atteindre ses buts, l'équipe de scientifiques a déterminé les propriétés électromagnétiques du dispositif envisagé, soulignant deux aspects très importants. Le premier implique la découverte d'un doublet protégé qui ne colle pas directement à l'
environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) électromagnétique et protège le qubit contre la décohérence, bien qu'il puisse être manipulé. Le second est la possibilité de mesurer la présence des quasi-particules de Majorana en détectant un phénomène d'
interférence (En mécanique ondulatoire, on parle d'interférences lorsque deux ondes de même type...) de parité dans le spectre d'
absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par...) dans les micro-ondes.
Parallèlement, l'équipe a pu identifier l'existence d'état de bord de Majorana ou neutres, en explorant des effets thermoélectriques. Elle a validé une nouvelle méthode pour détecter les états de bord neutres dans le régime de Hall quantique. Les chercheurs ont en outre étudié les signatures du couplage de fermions de Majorana avec un germe de
fermion (Le modèle standard classe les particules élémentaires en deux grandes...), révélant des informations sur le comportement des fermions de Majorana dans les géométries mésoscopiques.
L'un des principaux résultats du projet a été de démontrer que les quasi-particules de Majorana conservent leurs statistiques quantiques propres, même lorsqu'elles se propagent dans des systèmes critiques, et indépendamment de leur supraconducteur parent. Les chercheurs de DMMMTS ont conçu une nouvelle méthode pour calculer la phase abélienne
adiabatique (En thermodynamique, une transformation est dite adiabatique (du grec adiabatos, « qui ne peut...) associée avec un échange de tourbillons dans des supraconducteurs de type onde p. Ceci a
fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι...) des informations essentielles sur le comportement des tourbillons qui transportent les fermions de Majorana dans les supraconducteurs topologiques. Les progrès dans ce domaine sont de bon augure pour l'informatique quantique.