Des scientifiques détectent l’intrication quantique dans un cristal visible à l’œil nu

Pour la première fois, des physiciens ont détecté directement un degré élevé d'intrication quantique dans un cristal de la taille d'un centimètre — un objet macroscopique visible à l'œil nu — remettant en question les hypothèses établies de longue date sur l'échelle à laquelle la mécanique quantique opère.

L'étude, publiée le 15 juin dans Nature Physics, décrit comment une équipe dirigée par la TU Wien en collaboration avec la Rice University a utilisé un cadre de la théorie de l'information quantique appelé information de Fisher quantique pour mesurer l'intrication multipartite dans un cristal composé de cérium, de palladium et de silicium. Le cristal est classé comme un « métal étrange », une catégorie de matériaux dont le comportement électrique défie la compréhension conventionnelle.nature+1

Des groupes d'au moins neuf particules intriquées

À l'Institut Laue-Langevin de Grenoble, en France, le doctorant Federico Mazza a bombardé le cristal avec des neutrons et a analysé la réponse du matériau. « Dans un matériau normal, on s'attendrait à ce qu'un neutron transfère son énergie à une particule individuelle », a déclaré Mazza. « Mais en analysant les données à l'aide de l'information de Fisher quantique, nous avons trouvé une réponse qui ne peut être expliquée en termes de particules indépendantes. Au lieu de cela, elle indique que des groupes d'au moins neuf entités intriquées quantiquement agissent collectivement. »tuwien

L'intrication a atteint son apogée au point critique quantique — le seuil auquel le matériau passe entre deux phases quantiques — fournissant la preuve directe que les corrélations quantiques s'intensifient à cette limite.research+1

Un pont entre l'information quantique et la physique de l'état solide

La base théorique s'appuie sur les travaux du physicien quantique d'Innsbruck Peter Zoller et de son équipe, qui ont montré que l'information de Fisher quantique peut révéler l'intrication dans de grands systèmes à plusieurs corps. « Pour une collection de particules indépendantes, la réponse est limitée car chaque particule contribue seule », a déclaré la professeure Silke Bühler-Paschen de l'Institut de physique de l'état solide de la TU Wien. « Cependant, si les particules sont intriquées, l'ensemble du système peut répondre plus fortement que la somme de ses parties individuelles. »tuwien

Fakher Assaad de l'Université de Würzburg, théoricien principal des travaux, a déclaré que les résultats vont au-delà d'un seul matériau. « Une forte intrication semble être directement liée au comportement inhabituel des métaux étranges », a-t-il déclaré.tuwien

Vers des technologies quantiques

La recherche s'appuie sur une collaboration de 2025 entre la TU Wien et la Rice University qui a révélé que le courant électrique circule à travers les métaux étranges de manière inhabituellement silencieuse. L'intrication nouvellement mesurée offre une explication possible : les particules se coordonnent collectivement pour supprimer les fluctuations de courant.tuwien

Bühler-Paschen a déclaré que le prochain objectif de l'équipe est d'explorer si les métaux étranges pourraient trouver des applications dans les technologies quantiques, en particulier les mesures de haute précision pour la métrologie quantique.tuwien