Des chercheurs coréens ont présenté la première méthode au monde pour mesurer la distance entre les électrons (distance quantique) dans un solide. C’est une technologie source qui devrait augmenter les performances des ordinateurs de nouvelle génération, les ordinateurs quantiques.

Jun-won Lim, professeur au Département de physique et d’astronomie de l’Université nationale de Séoul, et Kim Gyu, chercheur à l’Institut coréen de recherche sur l’énergie atomique, ont annoncé le 6 que ces résultats de recherche ont été publiés dans ma revue internationale «Nature». .

Le premier n’est pas une «particule» avec une position fixe. Puisqu’elle existe sous la forme d’une «onde» qui change d’instant en instant, il n’est possible de localiser que dans la probabilité. La description mathématique de ceci est l’équation de Schrödinger, la soi-disant fonction d’onde. Lorsque cette fonction d’onde est convertie en fonction de densité de probabilité et intégrée, la probabilité qu’un électron soit trouvé à une position spécifique sort. La fonction d’onde des électrons dans un solide est appelée «onde de Bloch».

L’onde de Bloch (la fonction d’onde des électrons dans un solide) a une courbure aussi géométriquement que deux beignets se chevauchent. En supposant que deux points sont placés sur cet anneau imbriqué, la distance entre les points est une distance quantique. Comprendre la distance quantique est la clé pour augmenter la «cohérence (fiabilité)» de l’ordinateur quantique.

La bande d’énergie d’un solide est une ligne illustrant la relation entre l’énergie et l’élan qu’une onde de Bloch peut avoir. Cette bande est généralement dessinée sous forme de courbe (bande d’énergie courbe). Cependant, lorsque la structure en treillis d’un solide est spéciale, un phénomène unique se produit dans lequel la vitesse moyenne de déplacement des électrons devient nulle, ce que l’on appelle une «bande d’énergie plate». Une bande plate d’énergie est observée dans le «matériau du réseau kagome», dans lequel le graphène du «nouveau matériau des rêves» est tordu et assemblé en deux couches.

Dans cette bande d’énergie plate, la théorie était que la masse effective d’électrons devenait infinie et la distance quantique devenait «0». Il n’y avait pas de changement d’énergie même dans le champ magnétique.

L’équipe de recherche a d’abord découvert que lorsqu’un champ magnétique est appliqué à un matériau où des bandes d’énergie plates et des bandes d’énergie courbes se croisent, les niveaux d’énergie des électrons se propagent et les distances quantiques peuvent être déduites (calculées) en fonction de la singularité de l’onde de Bloch qui apparaît à ce moment.

Un responsable de l’équipe de recherche a expliqué: «Nous avons découvert un nouveau phénomène sur le comportement des électrons dans un champ magnétique». L’étude a été menée avec le soutien de l’IBS et de l’armée américaine.

Reporter Lee Hae-seong ihs@hankyung.com

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