Une révolution serait-elle en marche dans le domaine des ordinateurs quantiques ? PsiQuantum, une entreprise californienne, semble en tout cas sur la bonne voie pour démocratiser cette technologie de pointe.
Aujourd'hui, les ordinateurs quantiques sont encore de l'ordre de l'expérimental et restent en phase de développement intensif. Si l'entreprise OVH en possède un tout comme Google, il reste encore beaucoup à faire pour que cette technologie soit une réalité tangible pour tous.
La start-up PsiQuantum, basée à Palo Alto en Californie, envisage de produire en masse des ordinateurs quantiques à base de silicium. Pour cela, elle souhaite exploiter les infrastructures déjà existantes de fabrication de puces en silicium. Un positionnement audacieux qui pourrait bien changer la donne.
Une stratégie de conception unique
Plutôt que de suivre le chemin classique consistant en une augmentation de la taille et la puissance des ordinateurs quantiques, PsiQuantum a choisi une autre voie.
La pièce maîtresse de leur technologie est d'avoir opté pour l'utilisation des photons comme qubits. Habituellement, ce sont plutôt les qubits supraconducteurs (comme IBM ou Google par exemple) ou les ions piégés qui sont utilisés. Les photons présentent l'avantage de ne quasiment pas interagir avec leur environnement, ce qui les rend exceptionnellement stables pour les calculs quantiques.
Toutefois, un problème se pose : pour que l'ordinateur quantique fonctionne, ces photons doivent interagir entre eux afin de traiter l'information. Il faut alors développer des solutions pour que ceux-ci puissent entrer en interaction au sein d'un circuit intégré.
Récemment, PsiQuantum a franchi des étapes importantes allant dans cette direction. L'équipe a réussi à modifier un processus de fabrication photonique sur silicium pour y intégrer des fonctionnalités avancées. Ils ont développé des capacités de détection de photons uniques et de génération de paires de photons directement sur la puce. Intégrer ces fonctions sur une puce de silicium permet donc d'exploiter les lignes de production de semi-conducteurs existantes pour un jour espérer fabriquer des ordinateurs quantiques en masse.
Une approche qui accélère le processus de fabrication, mais qui allège surtout les coûts. Dernièrement, le gouvernement australien a injecté 1,3 milliard de dollars dans l'entreprise, preuve que cette stratégie a du potentiel.
Rien n'est encore joué
En dépit des progrès considérables réalisés par les équipes de PsiQuantum, celles-ci ont encore du pain sur la planche ! Pour concrétiser leur vision d'une informatique quantique photonique à grande échelle, les obstacles à surmonter restent assez conséquents.
Tout d'abord, l'équipe vise à minimiser la dégradation des signaux quantique pour préserver la fidélité des informations traitées par l'ordinateur. Pour ce faire, elle se concentre à réduire les pertes de matériaux en nitrure de silicium (matériau utilisé pur confectionner les circuits) et à améliorer les filtres (qui dirigent les flux de photons) pour améliorer la transmission des photons et minimiser les erreurs de calcul.
Autre point d'amélioration : augmenter l'efficacité des détecteurs, qui captent les photons et convertissent ensuite l'information en signaux, eux-mêmes utilisés par d'autres parties de l'ordinateur. Grâce à cela, la perte de photons lors de leur transit est minimisée et la fidélité des données transmises est accrue.
L'équipe travaille aussi au développement de commutateurs optoélectroniques à grande vitesse. Ces dispositifs sont indispensables, car ils permettent de modifier la direction et l'interaction des photons dans les circuits d'un ordinateur quantique. Pour cela, PsiQuantum souhaite utiliser du titanate de baryum afin de confectionner ces commutateurs, un matériau supportant très bien les changements rapides et fréquents, absolument nécessaires pour que l'information soit traitée à haute vitesse.
PsiQuantum occupe actuelle une position unique dans le domaine du quantique et leur approche pourrait s'avérer payante s'ils parviennent à surmonter les obstacles précités. Leur objectif ? Parvenir à produire un ordinateur quantique opérationnel en 2029 à grande échelle. La course contre-la-montre est lancée !
Source : Discover Magazine
