La BGU observe la phase géométrique ce qui pourrait déboucher sur une technologie quantique révolutionnaire

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La technologie quantique est en passe de devenir la nouvelle technologie en vogue du 21e siècle et des milliards de dollars sont investis dans le domaine en conséquence, l’investissement prévu pouvant atteindre des dizaines de milliards dans les années à venir. Les horloges quantiques, les ordinateurs, les communications, les capteurs sont là ou juste au coin de la rue. L’université Ben Gourion du Néguev investit également massivement dans ce domaine, avec des résultats impressionnants.

La BGU a récemment fourni à l’industrie israélienne des horloges atomiques et des capteurs magnétiques atomiques de nouvelle génération. Les chercheurs de BGU ont remporté une subvention européenne pour utiliser la technologie quantique pour la détection médicale. Les scientifiques construisent des horloges atomiques futuristes, qu’on ne peut voir que dans quelques endroits sélectionnés dans le monde.

Maintenant, dans une expérience au BGU, un effet très fondamental et unique de la mécanique quantique a été observé dans des atomes isolés uniques, appelés phase géométrique. Une phase géométrique apparaît lorsqu’un atome est manipulé pour évoluer à la surface d’une sphère, où la sphère est définie dans l’espace des paramètres du système.

L’effet observé peut être utilisé en informatique quantique pour détecter le champ gravitationnel de la Terre, par exemple, pour trouver des minéraux et de l’eau, et peut en fait être utilisé dans la manipulation précise de tout système quantique (contrôle optimal).

Les travaux ont été menés dans l’Atom Chip Lab du professeur Ron Folman en coopération avec le professeur Yigal Meir et les chercheurs Dr. Samuel Moukouri, Dr. Zhifan Zhou et Dr. Yair Margalit.

La BGU travaille actuellement à approfondir la compréhension de cet effet et comment l’utiliser dans les technologies quantiques avancées. Le projet a été financé par l’Israel Science Foundation et par une subvention DIP germano-israélienne.

Dans le désert du Néguev en Israël, l’Université Ben Gourion mène des recherches de pointe depuis 50 ans, la BGU s’attaque aux plus grands défis de l’humanité du 21e siècle.

Publication dans Science Advances, 28 février 2020

* En mécanique quantique, une phase géométrique est un nombre complexe de module unité par lequel est multiplié la fonction d’onde d’un système physique dont on a fait varier un paramètre de façon « adiabatique » selon un circuit fermé (dans l’espace des paramètres) (wikipedia).

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Quantum technology is poised to be the hot new technology of the 21st century and billions of dollars are being invested in the field as a result, with the expected investment going up to tens of billions in the coming years. Quantum clocks, computers, communications, sensors, are either here or just around the corner. Ben-Gurion University of the Negev is also investing heavily in this field, with impressive results.

BGU recently supplied Israeli industry with next generation atomic clocks and next generation atomic magnetic sensors. BGU researchers won a European grant to use quantum technology for medical sensing. Scientists at BGU are constructing futuristic atomic clocks, the likes of which can only be seen in a select few places in the world.

Now, in an experiment at BGU, a very fundamental and unique effect of quantum mechanics has been observed in single isolated atoms, called geometric phase. A geometric phase appears when an atom is manipulated to evolve on the surface of a sphere, where the sphere is defined in the parameter space of the system.

The observed effect may be used in quantum computing, to sense Earth’s gravitational field, e.g. to find minerals and water, and in fact may be used in the accurate manipulation of any quantum system (optimal control).

The work was conducted in The Atom Chip Lab of Prof. Ron Folman in cooperation with Prof. Yigal Meir and researchers Dr. Samuel Moukouri, Dr. Zhifan Zhou and Dr. Yair Margalit.

BGU is now working on furthering the understanding of this effect and how to utilize it in advanced quantum technologies.

The project was funded by the Israel Science Foundation and by a German-Israeli DIP grant.

In Israel’s Negev desert, Ben-Gurion University of the Negev does the remarkable. Marking 50 years of cutting-edge science, BGU tackles humanity’s greatest challenges in the 21st century.

These findings were just published February 28 in a new article in Science Advances.

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