Un simulateur quantique étendu aux sauts à longue portée
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Publié le 2 juin 2026–Mis à jour le 5 juin 2026
Date(s)
le 2 juin 2026
figure CHREA
L’équipe de François Dubin, au Centre de recherche sur l’hétéroepitaxie et ses applications, révèle un phénomène inédit : des excitons capables de former des phases collectives sans dissipation et avec des interactions à longue portée. Publiés dans Nature Physics en , ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la simulation de systèmes quantiques complexes.
En excitant optiquement un semiconducteur, on peut promouvoir un électron d’un état d’énergie profond, dit de valence, vers un état de conduction (électron libre, délocalisé). Le vide laissé dans la bande de valence reste néanmoins corrélé à l’électron libre, conduisant à un état lié, précisément une quasi-particule bosonique que l’on appelle un exciton. Jusqu’à aujourd’hui, les excitons ont principalement été considérés dans le cadre d’études de la polarisation électronique d’un semiconducteur, contrôlée par les collisions coulombiennes entre excitons.
En explorant la situation où le fluide d’excitons est très dilué, de sorte que les collisions deviennent rares, des physiciennes et physiciens sont parvenus à manipuler la polarisation optique qui caractérise les fonctions d’onde excitoniques. Celles-ci sont en effet affectées par le couplage avec les photons, qui peut induire des émissions et absorptions successives de photons virtuels. Ces dernières conduisent à une délocalisation spatiale qui introduit des corrélations à longue portée. Un solide quantique avec une cohérence de phase collectivement induite a ainsi pu être observé pour la première fois.
