CEA
CNRS
Univ. Paris-Saclay

Service de Physique de l'Etat Condensé

Faits marquants 2011

29 décembre 2011

Une nouvelle voie de recherche est proposée pour réaliser des processeurs d’information quantique. Cette voie dite hybride combine des bits quantiques de type circuit électrique avec des systèmes quantiques microscopiques comme des ensembles de spins, afin de bénéficier des avantages respectifs de chacun. Le groupe quantronique vient de faire la démonstration d'un transfert d’information quantique entre un bit quantique supraconducteur et une mémoire quantique  faite d'un ensemble de spins, portés par des centres colorés dans le diamant.


Le calcul quantique a connu un regain d’intérêt dans les années 1990 lors de la découverte d’algorithmes quantiques capables d'effectuer très efficacement certaines tâches, comme par exemple le décryptage du code cryptographique utilisé pour la protection des transactions bancaires en ligne. Depuis, de nombreuses équipes cherchent des dispositifs capables de mettre en oeuvre ces algorithmes quantiques. Deux classes de systèmes bien distincts sont à l’étude depuis de nombreuses années :

  • les objets microscopiques, naturellement quantiques, tels que les atomes ou les spins de particules, qui ont l'avantage de présenter des temps de cohérence longs, mais qui restent difficiles à manipuler
     
  • les "qubits" macroscopiques, comme les circuits électriques supraconducteurs, bien plus commodes à manipuler, mais dans lesquels l’information quantique n’est conservée qu’un temps limité.

18 juillet 2011

(french version English version)

La corrosion sous contrainte - action combinée de contraintes mécaniques et de corrosion par l'eau de l'atmosphère environnante - est souvent à l'origine de la propagation des fissures dans les verres. Une étude par réflectivité de neutrons au Laboratoire Léon Brillouin (IRAMIS/LLB) d'échantillons de verre de silice fracturés sous atmosphère d'eau lourde (D2O) montre une forte pénétration de l'eau dans le verre. La concentration sous la surface de rupture est si importante qu'elle suggère la présence d'un fort endommagement autour de la pointe de fissure. Ces observations montrent la nécessité d’élaborer de nouveaux modèles de la corrosion sous contrainte.

24 novembre 2011

Les nanotubes de carbone sont un matériau prometteur à la fois en mécanique, électronique et optique. Si des matériaux composites industriels renforcés en nanotubes commencent à sortir sur le marché, les applications optiques et électroniques sont plus lentes à venir car elles utilisent des nanotubes de carbone semi-conducteurs. Or ces derniers sont synthétisés en mélange avec des nanotubes très conducteurs, dits métalliques. Dans les dispositifs fabriqués avec ce mélange, la présence des métalliques provoque des courts-circuits. Leur séparation est donc un fort besoin identifié depuis leur découverte, et constitue le principal point bloquant leur utilisation industrielle.

Plusieurs méthodes de séparation ont été décrites récemment, mais ne permettent d’obtenir que des petites quantités. En effet, les nanotubes métalliques et semi-conducteurs sont des espèces chimiques très proches, très peu solubles, de même longueur et même diamètre, constituées toutes deux uniquement de carbone en réseau hexagonal. Ces méthodes de séparation doivent donc exploiter des petites différences d’affinités chimiques d’où des coûts de séparation élevés comme par exemple la séparation par ultracentrifugation sur gradient de densité (1mg de nanotubes séparés à 99% est vendu 900$). Souvent, plusieurs étapes de purification successives sont nécessaires. Enfin, même une excellente purification de nanotubes de carbone semi-conducteurs à 99% produit un mélange contenant encore 1% de nanotubes métalliques, un taux encore bien trop élevé si l’on cherche à éviter les courts-circuits dans des dispositifs électroniques.

 

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