Matériau quantique à température ambiante créé à partir d'atomes d'or

Des scientifiques ont créé le premier matériau quantique fonctionnant à température ambiante, en utilisant des atomes d'or pour former une structure qui filtre la lumière en fonction de ses propriétés quantiques. Le matériau, appelé métacristal plasmonique statistique quantique, a été développé par une équipe de l'Université de Cambridge et rapporté dans la revue Nature. Cette avancée pourrait conduire à des technologies quantiques pratiques ne nécessitant pas de systèmes de refroidissement coûteux.

Le matériau affecte la lumière d'une manière similaire à la façon dont les semi-conducteurs contrôlent les électrons, triant les photons selon leurs statistiques quantiques. Cela signifie qu'il peut distinguer différents types de lumière quantique, comme les photons uniques et les paires de photons. Cette réalisation est significative car les matériaux quantiques précédents ne fonctionnaient qu'à des températures extrêmement basses, limitant leurs applications réelles.

Les chercheurs ont construit le métacristal en disposant des nanoparticules d'or en un réseau précis. Lorsque la lumière frappe la structure, elle interagit avec les plasmons—oscillations collectives d'électrons—pour produire des effets quantiques à température ambiante. L'équipe a démontré que le matériau peut filtrer la lumière selon qu'elle est groupée ou anti-groupée, une propriété quantique clé.

Ce développement ouvre la porte à des dispositifs quantiques comme des capteurs, des systèmes de communication et des ordinateurs pouvant fonctionner dans des environnements quotidiens. Les prochaines étapes consistent à affiner le matériau et à explorer son utilisation dans des circuits quantiques pratiques. Les chercheurs pensent que cette approche pourrait être étendue à d'autres métaux et structures, conduisant potentiellement à une nouvelle classe de matériaux quantiques à température ambiante.