Dans une avancée significative vers une technologie quantique stable, des chercheurs de l'Université de Rochester ont confirmé avec succès l'existence d'un état sombre de spin nucléaire. Cet état insaisissable, longtemps théorisé mais jamais directement observé, promet d'atténuer l'instabilité, un obstacle majeur à l'informatique quantique efficace.
Un état sombre de spin nucléaire 'cache' essentiellement le noyau d'un atome des perturbations externes en synchronisant les spins des noyaux atomiques, les empêchant ainsi de perturber le spin d'un électron. Cette synchronisation stabilise le spin de l'électron, crucial pour les calculs quantiques et le stockage d'informations.
John Nichol, professeur associé au Département de Physique et d'Astronomie de l'Université de Rochester, souligne que cette confirmation valide des décennies de prédictions théoriques et ouvre des voies pour la création de systèmes quantiques plus avancés. L'équipe a utilisé la polarisation nucléaire dynamique pour aligner les spins nucléaires, induisant la formation de l'état sombre et mesurant ensuite son impact sur les interactions électron-noyau.
Les implications de cette recherche s'étendent à diverses technologies quantiques, y compris la détection quantique et la mémoire quantique. En diminuant le bruit, cette avancée permet aux dispositifs quantiques de conserver les informations pendant des périodes prolongées et d'exécuter des calculs avec une précision accrue. De plus, la stabilité des états sombres de spin nucléaire les rend adaptés au stockage de données à long terme et aux mesures précises des champs magnétiques, de la température et de la pression, ce qui pourrait révolutionner l'imagerie médicale et la navigation. Le fait que l'état sombre de spin nucléaire ait été découvert dans le silicium rend cette découverte encore plus passionnante pour les applications futures possibles. Le silicium est déjà largement utilisé dans la technologie d'aujourd'hui, ce qui signifie qu'il sera peut-être un jour possible d'intégrer des états sombres de spin nucléaire dans de futurs dispositifs quantiques.
Par ailleurs, des chercheurs de l'Université de Barcelone ont réalisé la première description de trous noirs sans singularités en utilisant la gravité pure, sans matière exotique. Selon Pablo A. Cano, l'un des auteurs de l'étude, le modèle théorique fonctionne pour tout espace-temps avec des changements supérieurs ou égaux à cinq.