Une avancée des recherches relatives à l'effet Hall quantique

Sous la direction du Pr Vincent Bayot (Institute of Condensed Matter and Nanosciences (IMCN), un groupe de chercheurs de l’UCL, dont Benoît Hackens et Frederico Martins, a mis au point un nouveau microscope qui permet de réaliser des expériences de grand intérêt dans le domaine de l’informatique quantique, et notamment pour les ordinateurs quantiques topologiques.

Ces modèles d’ordinateurs, qui en sont encore au stade de l’idée théorique, permettraient de représenter et manipuler l’information d’une manière tout à fait nouvelle. Les différentes propositions théoriques sont basées sur la manipulation d’îlots électroniques que les chercheurs ont pu cartographier et dont ils ont étudié très précisément le comportement grâce à ce nouvel instrument. Dans le régime de l' « effet Hall quantique», les électrons adoptent un comportement tout-à-fait étonnant : ils se déplacent en suivant le contour géométrique des dispositifs, via des canaux unidimensionnels idéaux appelés « états de bords ». Lorsqu'on réduit les dimensions latérales des dispositifs à quelques dizaines de nanomètres, les états de bords deviennent très proches les uns des autres, si bien que les électrons peuvent sauter d'un état de bord à l'autre, via des îlots d'électrons, par « effet tunnel », un autre effet quantique.

C’est le seul groupe de chercheurs au monde capable de réaliser ce type d’expériences dans des conditions extrêmes de champ magnétique très élevé et de température très basse, d’un dixième de degré au dessus du zéro absolu. Le résultat de leurs recherches vient d’être publié dans Nature Communications. (F.R.)