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Des fermions de Majorana auraient bien été produits dans un transistor

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On le sait depuis un mois mais, pour y croire, on attendait une publication officielle. C'est fait : des chercheurs de l'université de Delft, en Hollande, ont annoncé dans Science la détection indirecte de fermions de Majorana produits dans un dispositif électronique. De quoi permettre la réalisation d'ordinateurs quantiques performants.

Ettore Majorana (Catane, Sicile, 5 août 1906, présumé disparu en mer Tyrrhénienne le 27 mars 1938) avait selon les dires de son mentor, Enrico Fermi, une intelligence supérieure à la sienne. © DP-Wikipédia

Il y a plus d'un mois, on apprenait de Leo Kouwenhoven, un physicien de l'université de Delft, lors d'un colloque de l'American Physical Society, que lui et ses collègues avaient probablement découvert les premiers signes convaincants de l'existence de fermions de Majorana. Il ne s'agit pas de particules fondamentales, comme le sont jusqu'à nouvel ordre les électrons, mais d'excitations quantiques particulières au sein d'un solide, comme le sont les phonons impliqués dans la supraconductivité.

Comme nous l'avons expliqué dans un précédent article, l'intérêt principal représenté par ces « quasi-particules », selon l'expression de la physique du solide, est qu'elles pourraient permettre la réalisation d'ordinateurs quantiques topologiques.

Une représentation du transistor où les physiciens ont probablement provoqué la fabrication des quasi-particules décrites par la théorie des fermions de Majorana. Le nanofil en antimoniure d'indium est recouvert d'or et connecté à une électrode supraconductrice en bleu. © TU Delft 2012

Un pas vers l'ordinateur quantique du futur ?

Mais pour juger sur pièces, les collègues de Kouwenhoven attendaient sans doute une publication officielle. Elle vient d'arriver et on peut la trouver dans le journal Science.

Les chercheurs y exposent l'expérience qui leur a donné des indices, encore faibles et indirects mais plutôt convaincants, de la formation de fermions de Majorana dans un transistor conçu avec un nanofil d'antimoniure d'indium et une électrode supraconductrice plongée dans un champ magnétique.

 
Fin 2009, des chercheurs français publient une avancée déterminante pour la fabrication d’un ordinateur quantique : un dispositif de lecture haute fidélité d’un bit quantique (ou qubit) pour, un jour, parvenir à effectuer des calculs inaccessibles aux ordinateurs actuels. Tout ceci paraît-il trop compliqué et réservé aux initiés ? Voilà un reportage pour démystifier l'informatique quantique. © Réalisation : Malo Delarue-Production : universcience

Si ces fermions existent bel et bien dans ce dispositif, ce qui reste encore incertain, il faudrait que l'on puisse les manipuler facilement pour réaliser grâce à eux des calculs quantiques avec des qubits. Restera à vérifier aussi que les ordinateurs quantiques topologiques sont en pratique plus résistants à la décohérence que les ordinateurs habituels réalisés jusqu'ici. 

Même si il y a de l'espoir, personne ne peut encore dire si les ordinateurs quantiques cesseront un jour d'être des curiosités de laboratoire et transformeront vraiment notre vie quotidienne.

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