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Des chercheurs de 51吃瓜网apportent une contribution importante 脿 l鈥檌nformatique quantique

Des physiciens de l鈥橴niversit茅 51吃瓜网ont 茅labor茅 un syst猫me pour mesurer l鈥櫭﹏ergie r茅sultant de l鈥檃jout d鈥櫭﹍ectrons 脿 des nanocristaux semi-conducteurs ou points quantiques : une technologie susceptible de r茅volutionner l鈥檌nformatique et plusieurs disciplines scientifiques. Le professeur Peter Gr眉tter, vice-doyen (recherche et formations de 2e/3e cycles) 脿 la Facult茅 des sciences de McGill, explique que son 茅quipe de recherche a mis au point un capteur de force, 茅galement appel茅 capteur cantilever, qui permet simultan茅ment l鈥檈xtraction et l鈥檃jout d鈥櫭﹍ectrons 脿 un point quantique, de m锚me que la mesure de l鈥櫭﹏ergie d茅gag茅e au cours de cette op茅ration.

La possibilit茅 de mesurer l鈥櫭﹏ergie 脿 des niveaux infinit茅simaux est une 茅tape importante dans l鈥櫭﹍aboration de compos茅s qui seront 茅ventuellement appel茅s 脿 remplacer les puces de silicum des ordinateurs et feront la marque de l鈥檌nformatique de nouvelle g茅n茅ration. Actuellement, les ordinateurs fonctionnent 脿 l鈥檃ide de processeurs munis de transistors en mode actif ou inactif (conducteurs et semi-conducteurs), alors que l鈥檌nformatique quantique permet aux processeurs de travailler dans diff茅rents 茅tats, ce qui augmente consid茅rablement leur vitesse de traitement, tout en r茅duisant leur taille de mani猫re importante.

Le terme 芦 quantum 禄 d茅signe la quantit茅 minimale d鈥檜ne grandeur physique pouvant s茅parer deux valeurs de cette grandeur. La connaissance de ces niveaux d鈥櫭﹏ergie permet aux scientifiques de comprendre et de d茅finir les propri茅t茅s 茅lectroniques des syst猫mes 脿 茅chelle nanom茅trique qu鈥檌ls con莽oivent.

芦 Nous caract茅risons les propri茅t茅s de transport optique et 茅lectronique 禄, explique le professeur Gr眉tter. 芦 Cette 茅tape est essentielle 脿 l鈥櫭﹍aboration de compos茅s susceptibles de remplacer les puces de silicum des ordinateurs contemporains. 禄

Les principes 茅lectroniques des nanosyst猫mes d茅terminent 茅galement leurs propri茅t茅s chimiques, si bien que les travaux des chercheurs pourraient tout 脿 fait d茅boucher sur des processus chimiques qui soient 脿 la fois plus 茅cologiques et moins 茅nergivores. Cette technologie pourrait par exemple 锚tre appliqu茅e aux syst猫mes d鈥櫭ヽlairage, en utilisant des nanoparticules pour am茅liorer leur efficacit茅 茅nerg茅tique. 芦 Nous pensons que cette m茅thode aura de nombreuses applications importantes en recherche fondamentale et appliqu茅e 禄, explique Lynda Cockins du D茅partement de physique de McGill.

Le principe de ce capteur cantilever est relativement simple : 芦 Le cantilever mesure environ 0,5 mm (soit l鈥櫭﹑aisseur d鈥檜n ongle). Il s鈥檃git grosso modo d鈥檜n oscillateur harmonique amorti tr猫s simple, l鈥櫭﹒uivalent math茅matique d鈥檜ne balan莽oire pour enfant que l鈥檕n pousse 禄, explique le professeur Gr眉tter. 芦 Le signal que nous mesurons est l鈥檃mortissement du cantilever, ce qui 茅quivaut 脿 la force n茅cessaire pour pousser l鈥檈nfant sur la balan莽oire afin qu鈥檌l se maintienne 脿 une hauteur constante. Il s鈥檃git de 鈥渓鈥檃mplitude d鈥檕scillation鈥�. 禄

Cette recherche, dont les r茅sultats ont 茅t茅 publi茅s en ligne hier apr猫s-midi sur le site de la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, a 茅t茅 men茅e en collaboration avec les professeurs Aashish Clerk, Yoichi Miyahara et Steven D. Bennett du D茅partement de physique de 51吃瓜网et des chercheurs de l鈥橧nstitut des sciences des microstructures du Conseil national de recherches du Canada. Elle a b茅n茅fici茅 d鈥檜ne subvention du Conseil de recherches en sciences naturelles et en g茅nie du Canada, du Fonds qu茅b茅cois de la recherche sur la nature et les technologies, d鈥檜ne bourse d鈥櫭﹖udes Carl Reinhardt et de l鈥橧nstitut canadien de recherches avanc茅es.

Cette image repr茅sente l鈥櫭﹏ergie 茅lectrostatique g茅n茅r茅e par l鈥檃jout d鈥櫭﹍ectrons 脿 un point quantique. Elle a 茅t茅 prise 脿 l鈥檃ide d鈥檜n microscope 脿 force atomique.聽 Cr茅dit photographique : D茅partement de physique, Universit茅 McGill.