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Résultat scientifique | Nanosciences

Vers la réalisation d’un bit quantique CMOS


​Une collaboration Inac – Leti a mis en évidence que les très petits transistors fabriqués par la technologie silicium sur isolant (Silicon On Insulator, SOI) sont de parfaits candidats pour la réalisation de bits quantiques utilisant le spin électronique.

Publié le 9 mars 2016

En traitement quantique de l'information, les bits «0» et «1» s'effacent au profit de bits quantiques (qubits), qui sont des superpositions de deux états quantiques l0> et l1>. Les qubits peuvent être réalisés sur différents supports physiques comme les photons, les jonctions Josephson (supraconductrices), les noyaux ou les électrons. Pour ces derniers, on peut utiliser l'état de spin (moment magnétique intrinsèque).

Les chercheurs ont montré que les transistors SOI refroidis à une température proche du zéro absolu se comportent comme des pièges à électrons, permettant l'étude de l'état de spin d'un électron unique.

Plus subtilement, les chercheurs n'ont pas étudié un électron mais plutôt un trou, particule de charge et de mouvement opposés à l'électron, dont l'état de spin répond à l'application d'un champ électrique, alors que cette réponse est absente dans le cas de l'électron. Cette propriété unique du trou dans le silicium permet d'imaginer de futurs « qubits de spin » contrôlés électriquement dans des transistors classiques.

Ces travaux sont fondamentaux car ils démontrent que des transistors peuvent être utilisés pour l'exploration des propriétés du spin dans le silicium. Ils ont également un intérêt applicatif considérable en révélant le potentiel des transistors conventionnels pour un futur ordinateur quantique.

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