Des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Institut des Sciences Photoniques de Barcelone ont franchi une étape importante dans le domaine de la physique quantique en réussissant la délocalisation quantique contrôlée d'une nanoparticule de silice. Cette avancée, publiée dans la revue Physical Review Letters, ouvre de nouvelles perspectives pour la technologie quantique.
Traditionnellement, le mouvement des nanoparticules en suspension limite leur cohérence quantique, rendant l'observation d'interférences quantiques sur des objets plus volumineux un défi. L'équipe a surmonté cet obstacle en utilisant un système de pinces optiques modulées pour ajuster la "souplesse" et la "rigidité" du piège lumineux. Cette méthode a permis d'augmenter la longueur de cohérence de plus de trois fois, passant d'environ 21 picomètres à plus de 70 picomètres.
Une cohérence accrue est essentielle pour observer le comportement quantique des particules. Bien que les résultats actuels soient modestes, ils démontrent la faisabilité d'une expansion contrôlée sans perte de pureté quantique. Cette percée permet d'étendre l'étude de phénomènes quantiques, auparavant réservés aux systèmes atomiques ou moléculaires, vers le monde macroscopique.
Les capteurs quantiques, qui exploitent ces propriétés pour des mesures de haute précision, sont un domaine d'application prometteur. Ces dispositifs pourraient révolutionner la navigation, la surveillance d'infrastructures et la médecine. De plus, cette technique pourrait permettre le développement de capteurs de force quantiques capables de détecter des variations infimes dans les champs électriques ou gravitationnels.
Cette avancée est également une étape vers l'exploration de la connexion entre la mécanique quantique et la gravité. Certaines théories suggèrent que deux masses quantiques délocalisées pourraient générer un enchevêtrement gravitationnel, et les méthodes développées dans cette étude constituent un pas vers la concrétisation de ces idées.
Ces progrès s'inscrivent dans un mouvement plus large d'exploration du quantique à l'échelle macroscopique, soutenu par des projets comme le QnanoMECA. La capacité à contrôler la délocalisation quantique dans des nanoparticules en lévitation représente un saut majeur dans la compréhension et l'application de la mécanique quantique, ouvrant de nouvelles voies pour la recherche fondamentale et le développement de technologies quantiques avancées.