Parmi les nombreuses voies technologiques explorées dans l’informatique quantique, celle qui s’appuie sur les transistors en silicium fait partie des moins spectaculaires actuellement. Alors que Google n’arrête pas de franchir de nouvelles étapes avec ses processeurs quantiques supraconducteurs, on n’entend pas grand-chose de la part des adeptes du silicium.
La principale difficulté sur laquelle ces chercheurs se cassent les dents, c’est le contrôle et la manipulation des « quantum dots », ces dispositifs élémentaires à base de transistors qui permettent de piéger les électrons par champ magnétique et de lire leurs spins. Le jour où l’on aura résolu ce problème, l’histoire pourrait s’enchaîner assez vite, car les processus de production en silicium sont très bien maîtrisés.
Un contrôle individuel des électrons
Des chercheurs du Niels Bohr Institute de Copenhague viennent peut-être de franchir un nouveau cap important dans ce domaine, en montrant qu’il était possible de contrôler individuellement chaque électron d’une matrice de 2 x 2 « quantum dots ». C’est la première fois, semble-t-il, que des chercheurs arrivent à maîtriser un tel assemblage de quatre qubits.
C’est une étape importante, car elle permettra peut-être le passage à plus grande échelle et de créer de grandes matrices de « quantum dots ». Ce qui permettrait alors de résoudre un autre grand problème de l’informatique quantique, à savoir la correction d’erreurs.
« Dans un ordinateur conventionnel, l’information est un 0 ou un 1. Afin d’être sûr que le résultat d’un calcul est correct, l’ordinateur répète le calcul et si un transistor fait une erreur, il est corrigé à la majorité simple. Si la majorité des calculs effectués dans d’autres transistors pointent sur 1 et non sur 0, alors 1 est choisi comme résultat.
Ce n’est pas possible dans un ordinateur quantique car vous ne pouvez pas faire une copie exacte d’un qubit, donc la correction d’erreur quantique fonctionne d’une autre manière.
Les qubits physiques à la pointe de la technologie n’ont pas encore un faible taux d’erreur, mais si on en combine suffisamment dans une matrice 2D, ils peuvent se contrôler l’un l’autre, pour ainsi dire », explique le Niels Bohr Institute dans un communiqué.
Cette recherche donne également l’occasion de se réjouir à titre national, car elle s’est faite en partenariat avec le laboratoire français CEA-Leti. Ce dernier a fourni le wafer en silicium hébergeant les « quantum dots ». Ces wafers ont une taille de 300 mm et reposent sur des processus industriels classiques. Cette technologie, qui existe maintenant depuis quelques années, a été développée dans le cadre du projet de recherche européen Mosquito.
Source : Niels Bohr Institute
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