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Théorie en 30 secondes
126 g Applications quantiques
Un dispositif
supraconducteur à
interférence quantique
(SQUID) peut détecter
de faibles variations des
champs magnétiques, y
compris ceux du cerveau.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
LEO ESAKI et IVAR GIAEVER
1925– et 1929–
Physiciens japonais et norvégien
qui ont partagé avec Brian
Josephson le prix Nobel de
physique de 1973 pour leurs
travaux sur l’effet tunnel.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
L’EFFET TUNNEL
page 80
LES BITS QUANTIQUES (QUBITS)
page 106
L’INFORMATIQUE QUANTIQUE
page 108
LES SUPRACONDUCTEURS
page 140
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les jonctions de Josephson
fonctionnant comme des
portes logiques très
rapides, les chercheurs
étudient leur utilisation
dans des ordinateurs
ultrarapides. Une des
propriétés quantiques des
jonctions de Josephson est
que dans une boucle
supraconductrice, elles
peuvent amener la
superposition de deux
courants de Josephson
simultanément dans des
directions opposées. Les
chercheurs étudient
comment de toutes petites
boucles supraconductrices
pour raient être reliées
pour stocker des données
quantiques ou pour
assembler un ordinateur
quantique.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
L’apparition inattendue d’un
courant supraconducteur
quand deux supraconducteurs sont séparés par un
petit vide est prometteuse ;
on y trouvera certainement
de nombreuses applications.
En 1962, Brian Josephson a prédit
que les paires de Cooper devraient normalement
pouvoir aussi pénétrer par effet tunnel une
barrière isolante ou non supraconductrice entre
deux supraconducteurs. Les électrons sont
capables de sauter pardessus un petit vide
(couche isolante entre deux conducteurs), un
effet connu sous le nom d’effet tunnel. Mais
contrairement aux électrons qui utilisent l’effet
tunnel pour passer d’un conducteur à l’autre
à température ambiante, les paires de Cooper
n’ont pas besoin d’un champ électrique pour les
amener en douceur à travers l’obstacle. Toutes
les paires de Cooper dans un supraconducteur
partagent une fonction d’onde commune, et la
différence de phase de la fonction d’onde, de
chaque côté de la barrière isolante, fait que les
paires de Cooper pénètrent spontanément par
effet tunnel à travers la barrière. Cependant,
si un voltage est appliqué sur la jonction, le
courant Josephson est remplacé par un courant
oscillant d’une très haute fréquence. La fréquence dépend du voltage appliqué. Puisqu’on
mesure les fréquences avec plus de précision
que les voltages, les jonctions de Josephson
sont utilisées comme voltmètres de haute
précision. Si une jonction de Josephson fait
partie d’un circuit fermé, le voltage appliqué
à la jonction change, même avec des champs
magnétiques extrêmement faibles. On appelle
SQUID ces dispositifs supraconducteurs à
interférence quantique.
LES JONCTIONS
DE JOSEPHSON
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Théorie en 30 secondes
126 g Applications quantiques
Un dispositif
supraconducteur à
interférence quantique
(SQUID) peut détecter
de faibles variations des
champs magnétiques, y
compris ceux du cerveau.
TEXTE EN 30 SECONDES
Alexander Hellemans
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
LEO ESAKI et IVAR GIAEVER
1925– et 1929–
Physiciens japonais et norvégien
qui ont partagé avec Brian
Josephson le prix Nobel de
physique de 1973 pour leurs
travaux sur l’effet tunnel.
THÉORIES LIÉES
Voir aussi
L’EFFET TUNNEL
page 80
LES BITS QUANTIQUES (QUBITS)
page 106
L’INFORMATIQUE QUANTIQUE
page 108
LES SUPRACONDUCTEURS
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RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les jonctions de Josephson
fonctionnant comme des
portes logiques très
rapides, les chercheurs
étudient leur utilisation
dans des ordinateurs
ultrarapides. Une des
propriétés quantiques des
jonctions de Josephson est
que dans une boucle
supraconductrice, elles
peuvent amener la
superposition de deux
courants de Josephson
simultanément dans des
directions opposées. Les
chercheurs étudient
comment de toutes petites
boucles supraconductrices
pour raient être reliées
pour stocker des données
quantiques ou pour
assembler un ordinateur
quantique.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
L’apparition inattendue d’un
courant supraconducteur
quand deux supraconducteurs sont séparés par un
petit vide est prometteuse ;
on y trouvera certainement
de nombreuses applications.
En 1962, Brian Josephson a prédit
que les paires de Cooper devraient normalement
pouvoir aussi pénétrer par effet tunnel une
barrière isolante ou non supraconductrice entre
deux supraconducteurs. Les électrons sont
capables de sauter pardessus un petit vide
(couche isolante entre deux conducteurs), un
effet connu sous le nom d’effet tunnel. Mais
contrairement aux électrons qui utilisent l’effet
tunnel pour passer d’un conducteur à l’autre
à température ambiante, les paires de Cooper
n’ont pas besoin d’un champ électrique pour les
amener en douceur à travers l’obstacle. Toutes
les paires de Cooper dans un supraconducteur
partagent une fonction d’onde commune, et la
différence de phase de la fonction d’onde, de
chaque côté de la barrière isolante, fait que les
paires de Cooper pénètrent spontanément par
effet tunnel à travers la barrière. Cependant,
si un voltage est appliqué sur la jonction, le
courant Josephson est remplacé par un courant
oscillant d’une très haute fréquence. La fréquence dépend du voltage appliqué. Puisqu’on
mesure les fréquences avec plus de précision
que les voltages, les jonctions de Josephson
sont utilisées comme voltmètres de haute
précision. Si une jonction de Josephson fait
partie d’un circuit fermé, le voltage appliqué
à la jonction change, même avec des champs
magnétiques extrêmement faibles. On appelle
SQUID ces dispositifs supraconducteurs à
interférence quantique.
LES JONCTIONS
DE JOSEPHSON
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