Les diamants, bien au-delà de leur rôle traditionnel en tant que pierres précieuses, sont à l'avant-garde d'une révolution quantique en développement centrée sur les technologies de détection et quantiques de nouvelle génération.

Les scientifiques ont découvert qu'en introduisant délibérément de minuscules imperfections dans la structure cristalline du diamant — en particulier des centres de vide d'azote (NV) — ces matériaux deviennent des détecteurs extraordinairement sensibles aux phénomènes électromagnétiques et quantiques, permettant des applications qui pourraient transformer de nombreuses industries.

Des chercheurs pionniers développent des "diamants quantiques" qui exploitent ces défauts conçus pour détecter des changements minimes des champs magnétiques et électriques, avec des usages potentiels dans la navigation ultra-précise, le diagnostic médical, l'analyse des matériaux et au-delà.

Le fonctionnement robuste des dispositifs quantiques à base de diamant à température ambiante offre un avantage pratique par rapport à de nombreux autres matériaux quantiques qui nécessitent un refroidissement extrême.

Au cœur de ce changement technologique se trouvent les centres NV dans le diamant synthétique, dans lesquels un atome d'azote et une vacance adjacente dans le réseau agissent comme des capteurs quantiques.

Les changements des états de spin à ces défauts peuvent être mesurés avec une précision remarquable, entraînés par leur interaction avec les champs externes.

Les scientifiques explorent des applications allant de l'exploration géologique à la détection précoce de maladies, où les capteurs quantiques en diamant pourraient remplacer ou compléter des outils existants tels que les électrocardiogrammes ou les systèmes de navigation dépendant des satellites.

Un écosystème croissant d'entreprises et d'institutions de recherche commercialise désormais la technologie des diamants quantiques.

Element Six, une filiale de De Beers, est leader dans la production de diamants quantiques cultivés en laboratoire, tandis que d'autres entreprises et groupes de recherche, y compris Quantum Brilliance et des laboratoires universitaires, développent des fonderies, des capteurs et des processeurs qui tirent parti des propriétés quantiques du diamant.

Des percées parallèles dans la recherche sur les diamants quantiques élargissent les capacités.

Les physiciens ont démontré de nouvelles interactions des centres NV du diamant avec des structures photoniques conçues, ce qui pourrait améliorer le contrôle et la lecture des états quantiques essentiels pour l'informatique et la communication.

D'autres recherches ont montré comment des ensembles de spins conçus dans le diamant peuvent offrir des performances de détection quantique améliorées, soulignant davantage le rôle du diamant en tant que plateforme pour la technologie quantique pratique.

Bien que la réalisation commerciale complète soit encore en cours, les matériaux quantiques en diamant accélèrent déjà les progrès vers des dispositifs quantiques compacts et durables qui fonctionnent à température ambiante.

Leur sensibilité et leur résilience positionnent les diamants comme des composants fondamentaux de la prochaine génération d'innovation technologique, affectant potentiellement des domaines allant des soins de santé et de la défense à la navigation et à l'informatique.