Une équipe de physiciens rapporte la découverte d’une particule qui agit comme son antiparticule. En d’autres termes, elle peut être à la fois de la matière et de l’antimatière. C’est une découverte importante pour le développement de futurs ordinateurs quantiques.
Il y a 80 ans que le physicien théoricien Ettore Majorana prédisait qu’il existait en ce monde des particules chargées de façon neutre qui étaient indiscernables de leur antiparticule. Le fermion de Majorana, tiré de son nom, aussi appelé « particule d’ange », est l’une d’elles. Aucune de ces particules exceptionnelles n’a pour l’heure été repérée dans la nature (et ce n’est pas faute de chercher). Celle-ci fut générée en laboratoire sous la houlette du physicien Zhang Shoucheng, de l’Université de Stanford, qui conclut aujourd’hui qu’il s’agit là de « l’une des recherches les plus intensives en physique fondamentale qui a duré 80 ans ». Les résultats de cette étude viennent d’être publiés dans la revue Science.
Mais alors, qu’est-ce que ça nous apporte ? En temps normal, lorsque particules et antiparticules se rencontrent, elles s’annulent mutuellement en libérant une grande quantité d’énergie. Or, ici ce n’est pas le cas. Donc non seulement nous avons aujourd’hui les preuves expérimentales de l’existence de ces types uniques de particules, mais ces travaux pourraient également avoir des applications dans l’avenir de l’informatique quantique. La technologie pourrait en effet être utilisée à l’avenir comme un moyen de réduire le risque qu’une particule d’un ordinateur quantique ne perde son information. Une sorte d’antiparticule de secours pourrait alors permettre de rendre le système plus robuste. Microsoft, par exemple, espère bientôt pouvoir fabriquer des ordinateurs quantiques topologiques qui exploiteraient les propriétés inhabituelles des particules afin d’éliminer le brouillage d’une information quantique délicate.
« Nous sommes là sur quelque chose de vraiment nouveau », explique Frank Wilczek, physicien théorique et lauréat du prix Nobel de physique qui n’a pas participé à l’étude. « Mais ce n’est pas surprenant, car depuis longtemps les physiciens pensent que les fermions de Majorana pourraient se trouver dans les types de matériaux utilisés dans cette expérience. Mais cette fois, l’équipe a utilisé plusieurs éléments novateurs pour qu’on puisse l’accepter comme une preuve fiable ».
