Un liquide dont les propriétés sont régies par les effets de la mécanique quantique.Un liquide quantique est un état de la matière où les effets de la mécanique quantique dominent ses propriétés macroscopiques, conduisant souvent à des phénomènes tels que la superfluidité, la supraconductivité ou les liquides de spin quantiques. Contrairement aux liquides classiques, ces systèmes présentent une cohérence quantique à longue portée, ce qui signifie que les particules se comportent collectivement comme une seule entité quantique. Parmi les exemples, on peut citer l'hélium-4 superfluide, où les atomes s'écoulent sans viscosité, et le liquide électronique d'un supraconducteur, qui conduit l'électricité sans résistance.
Le concept remonte aux années 1930 avec la découverte de la superfluidité dans l'hélium-4 par Piotr Kapitsa et d'autres, puis a été étendu à la supraconductivité par Bardeen, Cooper et Schrieffer en 1957.
Dans un liquide quantique, les particules sont décrites par une seule fonction d'onde macroscopique. Pour les bosons comme les atomes d'hélium-4, un refroidissement en dessous d'une température critique les amène à se condenser dans le même état quantique, formant un superfluide. Pour les fermions comme les électrons, l'appariement en paires de Cooper leur permet de se comporter comme des bosons et de se condenser, conduisant à la supraconductivité. Les propriétés du liquide quantique découlent de l'interaction entre les statistiques de particules, les interactions et les fluctuations quantiques.
Les liquides quantiques sont utilisés dans des technologies telles que les aimants supraconducteurs pour les appareils d'IRM et les accélérateurs de particules, ainsi que dans l'informatique quantique comme base pour les qubits.
Dans un liquide de spin quantique, les moments magnétiques restent désordonnés même au zéro absolu, ne se figeant jamais en un motif solide—un état recherché depuis des décennies et qui pourrait permettre l'informatique quantique topologique.
