Les physiciens du Laboratoire national d’Ames et de l’Iowa State University ont démontré l’émergence d’un écho Higgs dans les supraconducteurs de niobium. Leur découverte donne un aperçu des comportements quantiques qui pourraient être utilisés pour les technologies de détection quantique de nouvelle génération et de calcul.
Les supraconducteurs sont des matériaux qui transportent l’électricité sans résistance.
Au sein de ces supraconducteurs se trouvent des vibrations collectives appelées modes Higgs.
Un mode Higgs est un phénomène quantique qui se produit lorsque son potentiel d’électrons fluctue d’une manière similaire à un boson de Higgs.
Ils apparaissent lorsqu’un matériau subit une transition de phase supraconductrice.
L’observation de ces vibrations a été un défi de longue date pour les scientifiques car ils existent depuis très peu de temps.
Ils ont également des interactions complexes avec des quasiparticules, qui sont des excitations de type électronique qui émergent de la rupture de la supraconductivité.
Cependant, en utilisant des techniques avancées de spectroscopie Terahertz (THz), l’équipe de recherche a découvert un nouveau type d’écho quantique, appelé l’écho Higgs, dans les matériaux de niobium supraconducteurs utilisés dans les circuits informatiques quantiques.
«Contrairement aux échos conventionnels observés dans les atomes ou les semi-conducteurs, l’écho de Higgs résulte d’une interaction complexe entre les modes Higgs et les quasiparticules, conduisant à des signaux inhabituels avec des caractéristiques distinctes», a déclaré le Dr Jigang Wang, chercheur au Laboratoire national d’Ames.
« L’écho de Higgs peut se souvenir et révéler des voies quantiques cachées dans le matériau. »
En utilisant des impulsions tirées précisément du rayonnement THz, les auteurs ont pu observer ces échos.
En utilisant ces impulsions de rayonnement THz, ils peuvent également utiliser les échos pour coder, stocker et récupérer des informations quantiques intégrées dans ce matériau supraconducteur.
Cette recherche démontre la capacité de contrôler et d’observer la cohérence quantique dans les supraconducteurs et ouvre la voie à de nouvelles méthodes potentielles de stockage et de traitement des informations quantiques.
« Comprendre et contrôler ces échos quantiques uniques nous rapproche de l’informatique quantique pratique et des technologies avancées de détection quantique », a déclaré le Dr Wang.
