Un stockage d'information quantique d'origine moléculaire ?
Publié par Redbran le 26/10/2018 à 12:00
Source: CNRS-INC

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Des chercheurs de l'Institut de chimie de Strasbourg (CNRS / Université de Strasbourg) et du Laboratoire Jean Perrin (CNRS / Sorbonne Université) ont montré pour la première fois comment le spin, propriété quantique des électrons, de nano-aimants moléculaires interagit avec des champs électriques externes. Cette caractéristique pourrait favoriser la manipulation électrique de ces nano-aimants à des fins de stockage d'information quantique dans les systèmes de demain. Ces travaux sont publiés dans la revue Chemistry.

Traiter l'information quantique est un thème de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) en pleine effervescence dont le problème central est la mise en œuvre de qubits: les composants élémentaires de l'ordinateur quantique (Un ordinateur quantique (ou rarement calculateur quantique) repose sur des propriétés quantiques de la matière : superposition et intrication d'états quantiques. De petits ordinateurs quantiques...). Si la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...) pourrait implémenter les qubits, une caractéristique quantique d'éléments magnétiques – le spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au même...) – offrirait également une solution prometteuse, à condition qu'il soit facilement contrôlable avec des champs électriques. Pour la première fois, des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des...) de Strasbourg (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Strasbourg) et du Laboratoire Jean Perrin (Jean Baptiste Perrin (né le 30 septembre 1870 à Lille, mort le 17 avril 1942 à New York) était un physicien français qui a travaillé sur les questions relatives aux rayons cathodiques et à la charge de...) (CNRS / Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du théologien du XIIIe siècle Robert de Sorbon, le...) Université) ont démontré expérimentalement qu'ils peuvent contrôler les spins des nano-aimants magnétiques avec un champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence exercée à distance par des particules...).

Dans leurs expériences, les chercheurs ont étudié par spectroscopie de résonance paramagnétique électronique (La résonance paramagnétique électronique (RPE) est une technique de mesure physique. Elle est également connue sous le nom de résonance de spin électronique (ESR en anglais).) (ou RPE) (1) des triangles antiferromagnétiques dans un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) électrique statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :). Ils enregistrent notamment des changements de réponse magnétique en fonction du champ électrique appliqué. Ce couplage entre champ électrique et réponse magnétique, dit magnétoélectrique est un prérequis au futur contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) électrique des qubits de spin et donc à leur mise en œuvre pratique. Par ailleurs, ces résultats prédisent la possibilité de réaliser des qubits aux propriétés favorables au temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de calculs quantiques. Cette recherche marque ainsi un premier pas vers l'utilisation de nano-aimants moléculaires en tant qu'éléments de mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) quantique électriquement contrôlés.

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du programme de recherche européen MSCA-IF H2020 "CHIRALQUBIT" (projet No 746060).

Note:
(1) Cette méthode permet de mettre en évidence le spin des électrons


Référence publication:
Athanassios K. Boudalis, Jérôme Robert et Philippe Turek.
First Demonstration of Magnetoelectric Coupling in a Polynuclear Molecular Nanomagnet: Single-Crystal EPR Studies of [Fe3O(O2CPh)6(py)3]ClO4·py under Static Electric Fields
Chemistry A European Journal – Août 2018
DOI: 10.1002/chem.201803038

Contact chercheur:
Athanassios Boudalis, Institut de chimie de Strasbourg UMR7177, Université de Strasbourg (L’université de Strasbourg (UDS) est une université française située à Strasbourg en Alsace. Son origine remonte à la création du gymnase Jean-Sturm en 1538, devenu...)
https://pomam.chimie.unistra.fr/aboudalis/
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