En 1965, L'homme d'affaires et informaticien Gordon Moore a observé que le nombre de transistors dans un circuit intégré dense double environ tous les deux ans, ce qui signifie un doublement de la puissance de traitement informatique. La prédiction était si précise que ce phénomène a été surnommé « la loi de Moore ».

Pour maintenir la loi de Moore, les fabricants doivent continuer à rétrécir les transistors. Financé par le programme européen Future and Emerging Technology (FET), le projet TOLOP a cherché à innover dans le traitement informatique en utilisant des dispositifs électroniques à un seul électron, permettant de réduire le nombre de composants présents dans un processeur.

Le défi était d'étudier comment les transistors à un électron pouvaient être produits en masse, intégrés dans des circuits conventionnels et voir s'ils peuvent fonctionner de manière fiable. TOLOP a travaillé sur des transistors à un électron et à un seul atome, dont les conceptions ne sont pas si différentes de celles utilisées dans les microprocesseurs d'aujourd'hui.

"La grande avancée que TOLOP a démontrée est que les dispositifs à un seul électron peuvent être construits à un niveau industriel, " dit M. Fernando Gonzalez-Zalba, au laboratoire Hitachi Cambridge, Université de Cambridge, ROYAUME-UNI.

La recherche a démontré que les nouveaux dispositifs à un électron peuvent être produits en masse et exécuter des fonctionnalités supplémentaires par rapport aux transistors de pointe actuels. L'inconvénient est que cela ne peut être fait qu'en dessous de la température ambiante car à des températures plus élevées, les effets monoélectroniques deviennent trop faibles pour être utilisés dans des applications.

Cependant, alors que la technologie a mis en évidence les limites naturelles de la miniaturisation classique des transistors, un résultat imprévu était l'applicabilité de leurs dispositifs à un seul électron aux tests d'informatique quantique, où les lois binaires communes aux transistors ordinaires ne s'appliquent pas. C'est parce qu'ils ont réussi à faire fonctionner les transistors comme des bits quantiques, ou 'qubits, " qui sont au cœur de la puissance des ordinateurs quantiques.

La découverte est maintenant devenue le nouveau centre d'intérêt de l'équipe de recherche TOLOP qui a récemment reçu un financement supplémentaire pour poursuivre ses travaux. "Nous voulons montrer que la même technologie que celle utilisée pour nos ordinateurs peut être utilisée pour le calcul quantique, " explique M. Fernando Gonzalez-Zalba.

Les qubits créés sont largement basés sur les modèles de transistors actuels, Par conséquent, si ces nouveaux dispositifs pouvaient être fabriqués en utilisant les mêmes méthodes de nanofabrication pour les transistors conventionnels, le coût de production serait considérablement réduit, rapprocher l'informatique quantique du marché.

Il y a encore du chemin à parcourir, mais la future production de masse d'ordinateurs quantiques vient peut-être de se rapprocher un peu plus du présent. En essayant de suivre la loi de Moore, il se peut que le projet TOLOP nous ait apporté un pas au-delà.