À Cologne, un indice pour les futurs qubits topologiques
· Rédaction BehindLines
Des états quantiques mesurés à Cologne apportent un nouvel appui à une piste destinée à rendre les futurs ordinateurs quantiques moins sensibles aux perturbations. Dans une annonce publiée le 2 novembre, l’université décrit une expérience dont plusieurs résultats suivent les prévisions théoriques. La transition recherchée vers une supraconductivité dite topologique reste cependant à établir : cette réserve détermine la portée du résultat.
L’équipe de Yoichi Ando a étudié une jonction Josephson, un dispositif où deux supraconducteurs sont reliés par une région qui ne l’est pas. Le matériau intermédiaire est un isolant topologique : son intérieur bloque le courant, tandis que sa surface le conduit. Les chercheurs ont exploré les états présents dans cette jonction par spectroscopie tunnel, en faisant varier le déphasage entre les deux supraconducteurs.
Leurs mesures font apparaître des états d’Andreev fortement transmissifs, associés aux interactions entre électrons et trous dans le dispositif. Ils persistent pour différentes densités de porteurs de charge. Sous champ magnétique, ils se concentrent aussi dans certaines zones de la jonction. Ces observations concordent avec le modèle proposé par Liang Fu et Charles Kane en 2008, ainsi qu’avec les simulations de collaborateurs de l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle.
L’enjeu dépasse l’identification d’états inhabituels dans un matériau. L’approche topologique cherche à exploiter des propriétés susceptibles de protéger l’information quantique contre certaines perturbations locales. Pour évaluer cette perspective, il faut distinguer plusieurs étapes : observer un comportement attendu, confirmer le régime physique qui l’explique, puis démontrer des fonctions utiles au stockage ou au traitement de l’information. L’expérience annoncée éclaire la première de ces étapes.
La prochaine vérification porte sur la fermeture puis la réouverture d’un intervalle d’énergie, une signature attendue du changement de régime. L’équipe estime devoir améliorer la résolution de ses mesures en énergie et dans le temps pour la confirmer. Présenté dans Science Advances, ce travail fournit ainsi une base expérimentale à approfondir. Il laisse ouverte la question décisive de la protection effective de l’information, dont dépendrait une application aux qubits topologiques.