Matériaux quantiques

Comprendre

Les matériaux quantiques sont des substances dont les propriétés physiques sont dominées par des effets quantiques, souvent imperceptibles dans les matériaux traditionnels. Ces matériaux présentent des comportements exotiques, tels que la supraconductivité, où l'électricité circule sans résistance, ou encore des phases topologiques, qui sont protégées contre certaines perturbations. Les matériaux quantiques incluent aussi les isolants de Mott, les isolants topologiques et les semi-métaux de Weyl, qui défient les lois classiques de la physique. Leur étude ouvre la voie à de nouvelles applications technologiques, comme les dispositifs de détection ultra-sensibles, les ordinateurs quantiques et des innovations en électronique.

Historique

L'axe de recherche en matériaux quantiques à l'Institut quantique s'inscrit dans une longue tradition de recherche de pointe sur la physique de la matière condensée. Depuis des décennies, Sherbrooke est reconnue pour ses avancées majeures dans l'étude des matériaux aux propriétés exotiques, comme les supraconducteurs à haute température critique, les isolants topologiques et d'autres systèmes quantiques corrélés.

Actuellement à l'IQ

L'axe de recherche matériaux quantiques est porté par une diversité d'expertises complémentaires, tant en physique théorique qu'expérimentale. D'un côté, les chercheuses et chercheurs expérimentaux se concentrent sur la synthèse, la caractérisation et l'étude de nouveaux matériaux quantiques, comme les supraconducteurs, les matériaux topologiques et les isolants quantiques. Grâce à des techniques avancées de mesure, notamment sous des conditions extrêmes de température, pression et champ magnétique, ils explorent les comportements exotiques qui émergent dans ces systèmes.

D'un autre côté, les théoriciens développent des modèles et des simulations pour mieux comprendre les phénomènes quantiques observés dans ces matériaux, tels que l'intrication quantique, les transitions de phase quantiques et la dynamique des électrons fortement corrélés. Leur travail permet non seulement de prédire de nouvelles phases de la matière, mais aussi de guider les expériences vers des découvertes encore plus poussées.

Ensemble, cette combinaison d'expertise théorique et expérimentale permet de repousser les frontières de la compréhension des matériaux quantiques, ouvrant ainsi la voie à des innovations dans des domaines comme les capteurs quantiques, les dispositifs électroniques de nouvelle génération, et potentiellement des matériaux pour l'informatique quantique.