Intel parie qu'il peut transformer le silicium de tous les jours en matériau miracle de l'informatique quantique

Des chercheurs de la TU Delft aux Pays-Bas utilisent un équipement comme celui-ci pour tester des dispositifs informatiques quantiques à des températures super froides, en collaboration avec le fabricant de puces Intel.

Parfois, la solution à un problème vous regarde en face tout du long. Le fabricant de puces Intel parie que ce sera vrai dans la course à la construction d'ordinateurs quantiques, des machines qui devraient offrir une immense puissance de traitement en exploitant les bizarreries de la mécanique quantique.

Les concurrents IBM, Microsoft et Google développent tous des composants quantiques qui sont différents de ceux qui traitent les données dans les ordinateurs d'aujourd'hui. Mais Intel essaie d'adapter le cheval de bataille des ordinateurs existants, le transistor au silicium, à cette tâche.

Intel a une équipe d'ingénieurs en matériel quantique à Portland, Oregon, qui collaborent avec des chercheurs aux Pays-Bas, à la TU Delft Institut de recherche quantique QuTech , dans le cadre d'une subvention de 50 millions de dollars établie l'année dernière. Plus tôt ce mois-ci, le groupe Intel a annoncé qu'il pouvait désormais superposer le silicium ultra-pur nécessaire à un ordinateur quantique sur les tranches standard utilisées dans les usines de puces.

Cette stratégie fait d'Intel une valeur aberrante parmi les groupes industriels et universitaires travaillant sur les qubits, car les composants de base nécessaires aux ordinateurs quantiques sont connus. D'autres entreprises peuvent exécuter du code sur des prototypes de puces avec plusieurs qubits fabriqués à partir de circuits supraconducteurs (voir Quantum Dream Machine de Google). Personne n'a encore avancé les qubits en silicium aussi loin.

Un ordinateur quantique aurait cependant besoin de milliers ou de millions de qubits pour être largement utile. Et Jim Clarke, qui dirige le projet d'Intel en tant que directeur du matériel quantique, affirme que les qubits en silicium sont plus susceptibles d'atteindre ce point (bien qu'Intel fasse également des recherches sur les qubits supraconducteurs). Une chose en faveur du silicium, dit-il: l'expertise et l'équipement utilisés pour fabriquer des puces conventionnelles avec des milliards de transistors identiques devraient permettre aux travaux de perfectionnement et de mise à l'échelle des qubits de silicium de progresser rapidement.

Les qubits de silicium d'Intel représentent des données dans une propriété quantique appelée le spin d'un seul électron piégé à l'intérieur d'une version modifiée des transistors de ses puces commerciales existantes. L'espoir est que si nous fabriquons les meilleurs transistors, alors avec quelques changements de matériaux et de conception, nous pourrons fabriquer les meilleurs qubits, dit Clarke.

Une autre raison de travailler sur des qubits en silicium est qu'ils devraient être plus fiables que leurs équivalents supraconducteurs. Pourtant, tous les qubits sont sujets aux erreurs car ils fonctionnent sur des données utilisant des effets quantiques très faibles (voir Google Researchers Make Quantum Components More Reliable ).

Le nouveau processus qui aide Intel à expérimenter des qubits en silicium sur des tranches de puces standard, développé avec les sociétés de matériaux Urenco et Air Liquide, devrait contribuer à accélérer ses recherches, selon André Dzurak , qui travaille sur les qubits de silicium à l'Université de New South Wales en Australie. Pour atteindre des centaines de milliers de qubits, nous aurons besoin d'une fiabilité technique incroyable, et c'est la marque de fabrique de l'industrie des semi-conducteurs, dit-il.

Les entreprises développant des qubits supraconducteurs les fabriquent également en utilisant les méthodes de fabrication de puces existantes. Mais les dispositifs qui en résultent sont plus grands que les transistors, et il n'y a pas de modèle pour savoir comment les fabriquer et les emballer en grand nombre, explique Dzurak.

Chad Rigetti, fondateur et PDG de Rigetti Computing, une startup travaillant sur des qubits supraconducteurs similaires à ceux que Google et IBM développent, convient que cela représente un défi. Mais il soutient que l'avance de la technologie qu'il a choisie lui donnera suffisamment de temps et de ressources pour s'attaquer au problème.

Google et Rigetti ont tous deux déclaré qu'en quelques années seulement, ils pourraient construire une puce quantique avec des dizaines ou des centaines de qubits qui surpasserait considérablement les ordinateurs conventionnels sur certains problèmes, faisant même un travail utile sur des problèmes de chimie ou d'apprentissage automatique.

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