Une étude, dont les résultats intitulés «A complete catalogue of high-quality topological materials» ont été publiés dans la revue Nature, a permis d'établir une liste d'isolants topologiques à partir d'une base de données de référence, en faisant appel à une théorie appelée 'chimie quantique topologique'.

Rappelons tout d'abord qu'il est bien connu que solide, liquide, gaz, plasma «sont différentes phases (ou états) dans lesquels peut se trouver la matière». Pour leur part, les phases topologiques, moins connues, «ont valu le prix Nobel de physique 2016 à leurs découvreurs, Thouless, Haldane et Kosterlitz». Concrètement, «ces nouveaux états de la matière ont des comportements surprenants», les isolants topologiques ont ainsi «la propriété d’être des isolants électriques en volume, alors qu’un courant électrique peut se propager sans résistance à leur surface».

Ces propriétés, «jusqu’ici vues comme des curiosités de la nature», sont en réalité «bien plus répandues que prévu», car «elles concernent plus du quart des matériaux naturels inorganiques, comme vient de le montrer» l'étude ici présentée.

Plus précisément, «à partir d’une théorie appelée 'chimie quantique topologique', qui prédit les propriétés topologiques des matériaux à partir de l’agencement de leurs atomes», plusieurs codes informatiques «permettant de classifier tous les matériaux inorganiques présents dans une base de données de référence» ont été développés.

Au bout du compte, «sur 26 938 matériaux étudiés, 12 % se sont révélés des isolants topologiques, et 15 % des semi-métaux (l’autre grande classe de matériaux topologiques, intermédiaire entre isolants et métaux)».

Désormais, les chercheurs souhaitent «prédire de nouveaux matériaux topologiques à l’aide de l’intelligence artificielle et de leur base de données». En tout cas, un futur radieux semble s'ouvrir «pour ces matériaux, déjà pressentis pour jouer un rôle dans l’informatique quantique».