Oscillations quantiques d’un aimant moléculaire.

8 septembre 2008

Quantique , Spintronique , Magnétisme , Ins. Néel - UPR 2940

Une propriété essentielle d’un système quantique est la possibilité de se trouver dans une superposition de deux états différents. Malheureusement, toute interaction, même très faible, du système avec l’environnement détruit cette faculté : le système redevient classique et se trouve dans un état ou dans l’autre. Cette issue fatale ne peut être évitée, mais il est possible de la retarder par un choix approprié du système et de son environnement. C’est ainsi que des chercheurs de Grenoble, Bielefeld et Beer-Sheva ont observé un système quantique complexe conservant ses propriétés quantiques à l’échelle de la microseconde. Ce travail permet d’envisager que des systèmes d’aimants moléculaires pourraient conserver leur propriétés quantiques sur des durées pouvant atteindre la centaine de microseconde, c’est-à-dire suffisamment pour réaliser de nombreuses expériences.

Les chercheurs grenoblois Bernard Barbara (Institut Néel, CNRS, Grenoble) et Serge Gambarelli (CEA-INAC, Grenoble) en commun avec des collègues de Bielefeld (Allemagne) et de Beer-Sheva (Israël) dont pu observer ces oscillations sur un ensemble de molécules contenant chacune 15 ions de vanadium dont les spins sont fortement couplés par des atomes d’oxygène. L’utilisation de molécules de grandes dimensions permet un adressage individuel plus aisé et ce d’autant plus que la chimie supra-moléculaire rend possible l’auto-organisation de telles molécules en couches mono-moléculaires. Ces chercheurs ont en outre identifié et étudié les mécanismes de décohérence, ce qui devrait permettre d’obtenir dans le futur des « horloges moléculaires quantiques » dont la stabilité temporelle est suffisante pour aborder l’implémentation d’un ordinateur quantique. Ce travail, a fait l’objet d’une publication dans la revue Nature du 8 mai 2008.

En savoir plus

Quantum oscillations in a molecular magnet,S. Bertaina, S. Gambarelli, T. Mitra, B. Tsukerblat, A. Muller & B. Barbara, Nature Vol 453, 8 May 2008, doi:10.1038/nature06962..

Les auteurs

S. Bertaina (Institut Néel), S. Gambarelli (Laboratoire de Chimie Inorganique et Biologique/UMR-E3 CEA-UJF), T. Mitra (Universität Bielefeld, Allemagne), B. Tsukerblat (University of the Negev, Israel), A. Muller (Universität Bielefeld, Allemagne) et B. Barbara (Institut Néel).