Par Pesach Benson • 15 janvier 2026
Jérusalem, 15 janvier 2026 (TPS-IL) — Une avancée israélo-japonaise dans le domaine des particules quantiques rapproche la science des ordinateurs quantiques fiables. Une équipe de scientifiques de l'Institut Weizmann en Israël et de l'Institut national des sciences des matériaux au Japon a découvert des particules capables de "se souvenir" de ce qui s'est passé lors d'interactions quantiques précédentes.
La recherche s'est concentrée sur les anyons non abéliens, des particules quantiques exotiques qui apparaissent dans des matériaux ultra-minces dans des conditions extrêmes et peuvent stocker des informations en "se souvenant" de l'ordre dans lequel elles se déplacent les unes autour des autres, ce qui en fait des éléments prometteurs pour les ordinateurs quantiques résistants aux erreurs.
L'étude, publiée dans la revue à comité de lecture Nature, a montré des preuves d'anyons non abéliens dans du graphène bicouche, un matériau composé de deux couches ultra-minces d'atomes de carbone.
"Pour la première fois, nous avons des preuves expérimentales de particules qui se comportent comme des anyons non abéliens", a déclaré le Dr Yuval Ronen, chef de l'équipe de recherche. "Cette recherche nous rapproche de la construction d'ordinateurs quantiques tolérants aux fautes et plus utiles au-delà de recherches expérimentales limitées."
Les anyons ont été prédits pour la première fois dans les années 1980, mais seuls des "anyons abéliens" plus simples avaient été observés. Les anyons non abéliens sont plus complexes : ils modifient non seulement une propriété quantique appelée fonction d'onde lorsqu'ils sont échangés, mais ils en modifient également la forme, ce qui encode la mémoire des actions précédentes.
Les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, qui peuvent exister dans plusieurs états à la fois. Cela leur donne le potentiel de résoudre des problèmes que les ordinateurs actuels ne peuvent pas résoudre. Mais les qubits sont très fragiles : de minuscules perturbations peuvent détruire les informations qu'ils contiennent. Les anyons non abéliens pourraient résoudre ce problème car ils stockent des informations sur l'ensemble du système de particules au lieu d'une seule particule, ce qui les rend beaucoup moins sensibles aux erreurs.
"Le remplacement d'anyons non abéliens laisse une trace dans la fonction d'onde du système", a expliqué M. Ronen. "Si nous échangeons trois de ces particules dans un ordre, nous obtenons un résultat différent que si nous les échangeons dans un autre ordre. Cette capacité à se souvenir de la séquence est exactement ce qui leur permet de stocker des informations."
Pour étudier les particules, l'équipe les a guidées le long de trajectoires circulaires précises dans du graphène bicouche et a mesuré les motifs résultants de la résistance électrique — une méthode inspirée d'une expérience lumineuse du XIXe siècle. Étonnamment, les scientifiques ont constaté que les particules portaient la charge d'un demi-électron au lieu du quart attendu, suggérant que deux anyons non abéliens se déplaçaient ensemble.
"Nous n'avons pas encore été capables de les séparer, mais c'est une étape importante vers l'observation directe de ces particules", a déclaré le Dr Ronen. "Le prochain défi est de voir exactement comment chaque ordre d'échange de particules produit une signature unique. Cela nous rapprochera des ordinateurs quantiques tolérants aux fautes."
Selon les chercheurs, le stockage de l'état de seulement 300 qubits nécessiterait à un ordinateur classique de mémoriser plus de 34 quintillions de nombres, ce qui montre à quel point le potentiel de ces particules est extraordinaire pour l'avenir de l'informatique.
Si elles sont pleinement exploitées, les anyons non abéliens pourraient rendre les ordinateurs quantiques beaucoup plus puissants et fiables. Ils pourraient résoudre des problèmes impossibles pour les ordinateurs classiques, de la prédiction de réactions chimiques pour de nouveaux médicaments et matériaux à l'amélioration des prévisions météorologiques. Ils pourraient également renforcer la cybersécurité avec de nouveaux types de chiffrement et faire progresser la science fondamentale en révélant de nouveaux comportements quantiques.
Sujets connexes
