Le silicium : un levier pour une informatique quantique performante et industrialisable
Depuis les années 1940, les
technologies semi-conducteurs se sont avérées incontournables pour développer des ordinateurs toujours plus puissants. Aujourd'hui, ils sont même dotés de systèmes extraordinairement performants utilisant des composants en silicium de la taille d'un dé à coudre, contenant des milliards de transistors. Grâce à un concept pour la première fois théorisé dans les années 1980, les scientifiques se tournent aujourd'hui vers l'utilisation de phénomènes quantiques pour repousser les limites, en termes de calcul. En effet, les premières démonstrations expérimentales suggèrent qu'il pourrait être prochainement possible d'exploiter la physique quantique pour résoudre des problèmes extrêmement complexes.
Plusieurs plateformes expérimentales sont actuellement évaluées quant à leur capacité à fabriquer des qubits (ou boîtes quantiques), des bits quantiques très proches des bits utilisés en informatique classique. Nombre d'organismes à travers le monde s'attellent aujourd'hui à cette tâche, en s'appuyant sur quatre approches :
- Les supraconducteurs
- La photonique
- Les pièges à ions
- Le spin des électrons au sein des semi-conducteurs (silicium)
Il est encore trop tôt pour déclarer un « vainqueur », mais les différentes approches peuvent se révéler adaptées à différentes applications. Il existe toutefois de bonnes raisons de penser que l'approche silicium* a toutes les chances de l'emporter. En effet, cette approche répond aux trois impératifs suivants :
- Efficacité au niveau fondamental
- Fabrication à l'aide de matériaux et procédés éprouvés
- Possibilité d'intégration à des systèmes informatiques classiques (basés sur le silicium)
* Dans l'approche silicium, des dispositifs semi-conducteurs sont utilisés pour créer des rayons de piégeage par potentiel électrostatique afin d'isoler des électrons individuels