Une équipe de scientifiques a développé un dispositif quantique unifié, capable de mesurer avec une précision inégalée les trois unités fondamentales de l'électricité: l'ampère, le volt et l'ohm. Cette avancée technologique promet de simplifier les mesures électriques, d'améliorer la précision et de minimiser les erreurs humaines.
Le dispositif intègre une résistance de l'effet Hall quantique (QAHR) et un standard de tension Josephson programmable (PJVS) au sein d'un même cryostat, opérant à très basse température. La combinaison de ces deux systèmes, qui nécessitent habituellement des environnements distincts, a été rendue possible par l'utilisation d'un nouveau matériau révélant ses propriétés quantiques sans champ magnétique externe, une première facilitant l'intégration.
Fonctionnant sur les principes de la mécanique quantique, cet appareil intégré réalise des mesures de tension d'une précision remarquable, allant de 0,24 millivolts à 6,5 millivolts avec une marge d'erreur minime. Il excelle également dans la mesure de la résistance et du courant électrique avec une exactitude extrême.
Cette technologie est destinée aux laboratoires de pointe et aux instituts nationaux de métrologie, ouvrant la voie à des données plus fiables dans de nombreux domaines scientifiques et industriels. Les chercheurs anticipent que cette percée stimulera l'innovation dans les systèmes de matériaux topologiques et la conception de cryostats.
L'impact économique est considérable, notamment dans le secteur de l'électronique et de l'informatique. Environ 40% des services d'étalonnage en Europe sont liés à la calibration électrique, soulignant l'importance de cette nouvelle technologie pour la réduction des coûts et l'amélioration de la qualité des produits. Les avancées en métrologie électrique quantique ont des répercussions directes sur les instruments de mesure, rendant les processus de contrôle qualité plus efficaces et réduisant les rebuts dans la production.
La publication de ces recherches dans la prestigieuse revue Nature Electronics témoigne de l'importance de cette contribution au domaine de la métrologie. Cette étape marque un tournant vers des standards de mesure électrique plus robustes et universels, renforçant la confiance dans les données scientifiques et technologiques à l'échelle mondiale.